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細胞内膜系調節によるシナプス制御の分子機構

Publicly Offered Research

Project AreaGeneration of synapse-neurocircuit pathology
Project/Area Number 23110512
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

白根 道子  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (90398082)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2012: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2011: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Keywords神経疾患 / 神経細胞分化 / 神経管形成 / 小胞輸送 / タンパク質複合体 / Protrudin / Rab11
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、遺伝性痙性対麻痺の発症原因を明らかにするため、膜曲率形成機構と細胞内オルガネラとの関係を調べること、またprotrudinと関連するタンパク質や脂質の役割を解析することを目標とした。
今年度は、プロトルーディンの神経特異的トランスジェニックマウスを作製しプロトルーディンの複合体解析を網羅的に行った結果、SPGタンパク質のKIF5、Atlastin-1、REEP5を同定した。またプロトルーディンもヘアピンドメイン構造を有していることが示唆された。さらに、プロトルーディンノックアウトマウスを作製し、細胞極性異常と後シナプスのスパイン成熟不全を見いだした。
(1)プロトルーディンのトランスジェニックマウスを作製し、プロトルーディンの複合体解析を網羅的に行った結果、SPGタンパク質のKIF5、Atlastin-1、REEP5が同定され、各々との結合実験により複合体形成が確認された。さらに膜トポロジー解析を行った結果、主要なSPGタンパク質と同様にプロトルーディンもヘアピンドメイン構造を有していることが示唆された。よってプロトルーディンが細胞内膜系の構造調節およびネットワーク形成に関与していることが強く示唆された。(2)また、プロトルーディンのノックアウトマウスを作製したところ、野生型に比べて神経軸索が短く樹状突起が長いという細胞極性異常が認められ、後シナプスにおいても樹状突起スパイン成熟不全が認められた。よってプロトルーディンは軸索輸送およびスパイン内輸送に関与していることが示唆された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2013 2012 2011 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Selective escape of proteins from mitochondria during mitophagy2013

    • Author(s)
      Saita, et al
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 29(web) Issue: 1 Pages: 1410-1423

    • DOI

      10.1038/ncomms2400

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] マイトファジーにおける選択的タンパク質脱出の発見と機構解析2013

    • Author(s)
      細田將太郎、白根道子、中山敬一
    • Journal Title

      細胞工学

      Volume: in press

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Journal Article] Protrudin serves as an adaptor molecule that connects KIF5 and its cargoes in vesicular transport during process formation2011

    • Author(s)
      Matsuzaki, F., Shirane, M., Matsumoto, M., & Nakayama, K.I
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 22 Issue: 23 Pages: 4602-4620

    • DOI

      10.1091/mbc.e11-01-0068

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The mechanism of PtdIns5P-dependent vesicular trafficking in neuron2012

    • Author(s)
      Michiko Shirane
    • Organizer
      Neuro2013
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 小胞輸送による樹状突起スパイン制御の分子機構2011

    • Author(s)
      白根道子
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都市
    • Year and Date
      2011-09-24
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Remarks] http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/saibou/index.html

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/saibou/index.html

    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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