マイクロＲＮＡの輸送マシナリーの解明と軸索機能における役割

• Project Area: Functional machinery for non-coding RNAs
• Project/Area Number: 24115713
• 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: Yokohama City University
• Principal Investigator: 佐々木 幸生 横浜市立大学, その他の研究科, 准教授 (10295511)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000); Fiscal Year 2013: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2012: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 横浜市 / 神経生物学 / 軸索輸送 / マイクロRNA / 脆弱X症候群

Research Abstract

脆弱X症候群の原因遺伝子産物である脆弱X精神遅滞タンパク質 (Fragile X Mental Retardation Protein: FMRP) のマイクロRNA輸送機構の解明の目的で、大脳皮質神経細胞をニューロンボール法で培養し、FMRPの成長円錐内の挙動を解析した。軸索ガイダンス因子の一つであるセマフォリン3A (Sema3A) 刺激により成長円錐内のFMRPが減少するがAgo2は減少しなかった。このFMRP特異的減少は逆行性輸送に関与するダイニンの阻害剤であるEHNAでは阻害されないが、ユビキチンE1酵素阻害剤であるPYR-41、あるいはプロテアソーム阻害剤MG-132 で阻害されないことから、逆行性輸送ではなく、ユビキチン-プロテアソーム系によるFMRP特異的な分解が関与することが示唆された。さらに、Sema3A刺激により成長円錐内のユビキチン化が亢進することを抗ユビキチン化タンパク質抗体FK2による染色で確認した。我々が以前、軸索に局在することを報告したマイクロRNA-532 (miR-532) はFMRPと相互作用することがCLIP解析で報告されている。そこで、Sema3A刺激による同マイクロRNAの局在変化を解析した。Sema3A刺激がmiR-532の成長円錐内での局在を低下させる傾向が認められた。従って、FMRPのユビキチン-プロテアソーム系による分解がマイクロRNAを減少させ、翻訳を開始させる可能性が考えられる。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Identification of axon-enriched MicroRNAs localized to growth cones of cortical neurons. (2014)
  • Author(s): Sasaki Y, Gross C, Xing L, Goshima Y, Bassell GJ.
  • Journal Title: Dev Neurobiol Volume: 74 Issue: 3 Pages: 397-406
  • DOI: 10.1002/dneu.22113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] lexinA4-dependent retrograde Semaphorin3A signaling regulates the dendritic localization of GluA2-containing AMPA receptors. (2014)
  • Author(s): 1) Yamashita, N., Usui, H., Nakamura, F., Chen, S., Sasaki, Y., Hida, T., Suto, F., Taniguchi, M., Takei, K., Goshima, Y.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3424-3424
  • DOI: 10.1038/ncomms4424
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Regulation of neurite outgrowth mediated by localized phosphorylation of protein translational factor eEF2 in growth cones (2013)
  • Author(s): Iketani M., Iizuka A., Sengoku K., Kurihara Y., Nakamura F., Sasaki Y., Sato Y., Yamane M., Matsushita M., Nairn A.C., Takamatsu K., Goshima Y., Takei K.
  • Journal Title: Dev. Neurosci Volume: 73 Issue: 3 Pages: 230-246
  • DOI: 10.1002/dneu.22058
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Class 3 semaphorins as a therapeutic target (2012)
  • Author(s): Goshima Y., Sasaki Y., Yamashita N., Nakamura F
  • Journal Title: Expert Opin.Ther. Targets Volume: 16 Issue: 9 Pages: 933-944
  • DOI: 10.1517/14728222.2012.710201
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GSK3β/axin-1/β-catenin complex is involved in semaphorin3A signaling. (2012)
  • Author(s): Hida T., Yamashita N., Usui H., Nakamura F.Sasaki Y., Kikuchi A.Goshima Y.
  • Journal Title: J. Neurosci Volume: 32 Issue: 35 Pages: 11905-11918
  • DOI: 10.1523/jneurosci.6139-11.2012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 神経軸索・成長円錐における局所翻訳制御と機能調節 (2012)
  • Author(s): 佐々木幸生.. .五嶋良郎
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 31 Pages: 677-682
• [Presentation] 翻訳トランス因子による軸索局所翻訳制御と神経疾患との関連 (2013)
  • Author(s): 佐々木 幸生
  • Organizer: 日本生理学会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京）
  • Year and Date: 2013-03-27
  • Invited
• [Presentation] 脆弱X精神遅滞タンパク質の軸索・成長円錐における局在はセマフォリン3Aにより制御される (2013)
  • Author(s): 佐々木 幸生、髙畠 将、花岡 和則、五嶋 良郎
  • Organizer: 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会合同大会（Neuro2013）
  • Place of Presentation: 京都
• [Presentation] 新規培養法「ニューロンボール法」を用いたシナプス前終末形成のプロテオーム解析 (2013)
  • Author(s): 佐々木 幸生
  • Organizer: 第35回神経組織培養研究会
  • Place of Presentation: 吹田
• [Presentation] セマフォリン 3Aによる脆弱X精神遅滞タンパク質の局在制御 (2013)
  • Author(s): 高畠 将、五嶋 良郎、佐々木 幸生
  • Organizer: 第15回RNA学会年会
  • Place of Presentation: 松山
• [Presentation] Proteomics of axons during presynapse formation using the novel culture method "neuron ball culture" (2013)
  • Author(s): Sasaki Y, Ishikawa A, Kawakami T, Hirano H, Goshima Y.
  • Organizer: 12th HUPO
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] セマフォリン3Aによる脆弱X精神遅滞タンパク質のユビキチン化 (2013)
  • Author(s): 高畠 将、五嶋 良郎、佐々木 幸生
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] 神経軸索におけるマイクロRNAオミクスにより同定されたmiRNA-720は神経栄養因子による軸索伸長に関与する (2012)
  • Author(s): 佐々木 幸生、.. Lei Xing、.. Christina Gross、五嶋 良郎.. , Gary J. Bassell
  • Organizer: 日本RNA学会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城）
  • Year and Date: 2012-07-18
• [Presentation] Identification of axonal microRNAs reveals involvement of miR-720 in neurotrophin-regulated axonal growth (2012)
  • Author(s): Sasaki Y,Xing L, Gross C, Goshima Bassell GJ
  • Organizer: The 22nd CDB Meeting, RNA Sciences in Cell and Developmental Biology II
  • Place of Presentation: 理研CDB（兵庫）
  • Year and Date: 2012-06-11