シリア・中心体系に基づく細胞構築の非対称化機構

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113513
• 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: Nagoya University
• Principal Investigator: 貝淵 弘三 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00169377)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥11,700,000 (Direct Cost: ¥9,000,000、Indirect Cost: ¥2,700,000); Fiscal Year 2014: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000); Fiscal Year 2013: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
• Keywords: 細胞極性 / シグナル伝達 / リン酸化 / プロテオミクス

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、シリア・中心体形成や極性形成に関与するキナーゼについてリン酸化プロテオミクスを基盤とした基質スクリーニングとその機能解析を行うことで、下流のリン酸化シグナルおよび細胞の非対称性を担保する分子基盤を明らかにすることを目指している。
平成26年度には、申請者らが開発したスクリーニング法を用いて中心体系や極性関連キナーゼであるAurora-A、Aurora-B、LKB1、MARK1の基質のスクリーニングを行った。その結果、Aurora-Aについて233個、Aurora-Bについて246個、LKB1について52個、MARK1について45個の基質候補蛋白質を得た。Aurora-A、Bについては、多数のRNA関連蛋白質（スプライシング・輸送等）が得られた。また、リン酸化モチーフを認識する14-3-3やWWドメイン、FHAドメインを用いて、細胞内のリン酸化蛋白質を効率良く解析する系の開発を行った。これらのドメインはいずれもリン酸化蛋白質を効率良く濃縮し、結合蛋白質を質量分析で解析したところ、それぞれ異なるサブセットのリン酸化蛋白質をターゲットとしており、これらを併用することで網羅性が向上することが示された。
Arl3、Arl6およびArl13bはシリア形成制御に重要な役割を果たす。Arl13bは繊毛病の一種であるジュベール（Joubert）症候群の原因遺伝子とされている。これら蛋白質の相互作用蛋白質の探索を行った結果、恒常活性型Arl3(Q71L)相互作用蛋白質としてUNC119B、PDE6Dが得られたが、これらはArl3と共にシリア形成に関与することが既に報告されている。Joubert症候群患者においてはArl13b-R79QやR200C変異が報告されているが、R200C変異体特異的に結合が低下する蛋白質として、PLCD3、GPN3、AGK、SLC25A3などが得られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] <i>In vivo</i> Screening for Substrates of Protein Kinase A Using a Combination of Proteomic Approaches and Pharmacological Modulation of Kinase Activity (2015)
  • Author(s): Hamaguchi, T., Nakamuta, S., Funahashi, Y., Takano, T., Nishioka, T., Shohag, M.H., Yura, Y., Kaibuchi, K., and Amano, M.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 40 Issue: 1 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1247/csf.14014
  • NAID: 130004712922
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] PAR3 and aPKC regulate Golgi organization through CLASP2 phosphorylation to generate cell polarity. (2015)
  • Author(s): Matsui, T., Watanabe, T., Matsuzawa, K., Kakeno, M., Okumura, N., Sugiyama, I., Itoh, N., and Kaibuchi, K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 26 Issue: 4 Pages: 751-761
  • DOI: 10.1091/mbc.e14-09-1382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LRRK1-phosphorylated CLIP-170 regulates EGFR trafficking by recruiting p150Glued to microtubule plus ends (2015)
  • Author(s): Shin Kedashiro, Strahil I. Pastuhov, Tomoki Nishioka, Takashi Watanabe, Kozo Kaibuchi, Kunihiro Matsumoto, Hiroshi Hanafusa
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 128 Pages: 385-96
  • DOI: 10.1242/jcs.161547
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Plk1 phosphorylates CLIP-170 and regulates its binding to microtubules for chromosome alignment. (2014)
  • Author(s): Kakeno, M., Matsuzawa, K., Matsui, T., Akita, H., Sugiyama, I., Ishidate, F., Nakano, A., Takashima, S., Goto, H., Inagaki, M., Kaibuchi, K., and Watanabe, T.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 39 Pages: 45-59
  • NAID: 130004053900
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal polarization in vivo: Growing in a complex environment. (2014)
  • Author(s): Funahashi, Y., Namba, T., Nakamuta, S., and Kaibuchi, K.
  • Journal Title: Current opinion in neurobiology Volume: 27 Pages: 215-223
  • DOI: 10.1016/j.conb.2014.04.009
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Plk1 Phosphorylates CLIP-170 and Regulates Its Binding to Microtubules for Chromosome Alignment (2014)
  • Author(s): Kakeno, M., Matsuzawa, K., Matsui, T., Akita, H., Sugiyama, I., Ishidate, F., Nakano, A., Takashima, S., Goto, H., Inagaki, M., Kaibuchi, K., Watanabe, T.
  • Journal Title: Cell Struct Funct Volume: 39 Pages: 45-59
  • NAID: 130004053900
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ERK2-mediated phosphorylation of Par3 regulates neuronal polarization. (2013)
  • Author(s): Yasuhiro Funahashi, Takashi Namba, Shin Fujisue, Norimichi Itoh, Shinichi Nakamuta, Katsuhiro Kato, Akiko Shimada, Chundi Xu, Wei Shan, Tomoki Nishioka, Kozo Kaibuchi
  • Journal Title: The Journal of Neuroscience Volume: 33 Issue: 33 Pages: 13270-13285
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4210-12.2013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activated Cdc42-bound-IQGAP1 determines the cellular endocytic site (2013)
  • Author(s): Kimura T, Yamaoka M, Taniguchi S, Okamoto M, Takei M, Ando T, Iwamatsu A, Watanabe T, Kaibuchi K, Ishizaki T, Niki I
  • Journal Title: Mol. Cell. Biol Volume: 33 Issue: 24 Pages: 4834-43
  • DOI: 10.1128/mcb.00895-13
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Proteomic analysis of Girdin-interacting proteins in migrating new neurons in the postnatal mouse brain (2013)
  • Author(s): Haruko Ota, Takao Hikita, Tomoki Nishioka, Mami Matsumoto, Jun Ito, Naoya Asai, Atsushi Enomoto, Masahide Takahashi, Kozo Kaibuchi, Kazuya Sobue, Kazunobu Sawamoto
  • Journal Title: Biochem. Biophys. Res. Commun. Volume: 442 Issue: 1-2 Pages: 16-21
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2013.10.126
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Protein phosphorylation remains as a black box in signal transduction: developing a new method to search for substrates of protein kinases such as Rho-kinase. (2014)
  • Author(s): Kozo Kaibuchi
  • Organizer: 8th International Conference Inhibitors of Protein Kinases (IPK2014)
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2014-09-21 – 2014-09-25
  • Invited
• [Presentation] Protein Phosporylation in Signal transduction (2014)
  • Author(s): Kozo Kaibuchi
  • Organizer: the 17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2014)
  • Place of Presentation: Cape town, South Africa
  • Year and Date: 2014-07-13 – 2014-07-18
  • Invited
• [Presentation] Neuronal polarity in vitro and in vivo (2013)
  • Author(s): Kaibuchi, K
  • Organizer: ASCB2013
  • Place of Presentation: New Orleans, USA