軸糸微小管翻訳後修飾による軸糸ダイニンの運動活性変化

• Project Area: Harmonized supramolecular machinery for motility and its diversity
• Project/Area Number: 15H01316
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Hamamatsu University School of Medicine
• Principal Investigator: 池上 浩司 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (20399687)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2016: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000); Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
• Keywords: 生体分子 / 蛋白質 / 酵素 / 翻訳後修飾 / 分子モーター

Outline of Annual Research Achievements

研究の目的である「軸糸ダイニンの運動様式や力発生に対する足場あるいはレールとなる微小管上の翻訳後修飾の影響の探求」に取り組むべく、前年度はマウス気管の表面に生えている繊毛から集めた軸糸を用いたグライディングアッセイでは好ましい結果が得られなかったことを踏まえ、精製微小管を用いた軸糸ダイニン活性の評価を行った。評価では最も簡便な方法として、繊毛虫のテトラヒメナから精製した軸糸ダイニン複合体をガラス表面に付着させ、その上をATP依存的に微小管を滑らせるグライディングアッセイを採用した。精製微小管はブタの脳から精製した微小管を用いた。ブタ脳由来精製微小管を用いたグライディングアッセイでは、軸糸ダイニン複合体はモーター活性を示さず、微小管は動かなかった。この原因は、基部と頭部が逆向きにガラス表面に結合した精製軸糸ダイニン複合体に含まれる微小管付着部位が、正しい向きにガラス表面に配置したダイニン複合体のモーター活性を阻害しているためであると考察できた。さらに、脳の微小管ではポリグルタミン酸化修飾が軸糸微小管よりも少なく、軸糸ダイニンによる微小管グライディング力が阻害要因を上回るには不十分であると考察できた。
これらの結果を踏まえ、前年度にポリグルタミン酸化修飾酵素欠損マウスを用いた実験から発見した「軸糸ダイニンの運動活性に与える精子鞭毛軸糸ポリグルタミン酸化修飾の影響」をまとめた軸糸ダイニン活性のスイッチング異常に関する知見を英文学術雑誌に論文として発表した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Doublet 7 shortening, doublet 5-preferential poly-Glu reduction, and beating stall of sperm flagella in Ttll9-/- mice. (2016)
  • Author(s): Konno A, Ikegami K, Konishi Y, Yang HJ, Abe M, Yamazaki M, Sakimura K, Yao I, Shiba K, Inaba K, Setou M.
  • Journal Title: J Cell Sci. Volume: 129 Issue: 14 Pages: 2757-2766
  • DOI: 10.1242/jcs.185983
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] キネシンモーター運動に対するチューブリン翻訳後修飾状態の影響 (2017)
  • Author(s): 池上浩司、瀬藤光利
  • Organizer: ２０１７年生体運動研究合同班会議
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 線毛：分泌物輸送装置としての分子基盤と分泌装置としての新たな可能性 (2016)
  • Author(s): 池上浩司
  • Organizer: 第35回気道分泌研究会
  • Place of Presentation: 津
  • Invited
• [Presentation] Regulation of mammalian flagellar and ciliary motility by post-translational modifications of axonemal microtubule (2015)
  • Author(s): 池上浩司、瀬藤光利
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年回
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-09-17
• [Presentation] 軸糸微小管翻訳後修飾による軸糸ダイニンの運動活性変化 (2015)
  • Author(s): 池上浩司
  • Organizer: 新学術領域研究「運動超分子が織りなす調和と多様」第3回領域全体会議
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-06-10
• [Presentation] 軸糸翻訳後修飾から見た繊毛 ・鞭毛 (2015)
  • Author(s): 池上浩司
  • Organizer: 新学術領域研究「運動超分子が織りなす調和と多様」第3回領域全体会議
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-06-10
• [Remarks] 浜松医科大学細胞分子解剖学講座「翻訳後修飾」研究チーム
  • URL: https://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/laboratory/ikegami/
• [Remarks] 浜松医科大学細胞分子解剖学講座「アナログモディフィケーション」研究チーム
  • URL: https://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/laboratory/ikegami/