生細胞でのイメージングを基盤とするシリアの形成とタンパク質輸送機構の解明

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113514
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 中山 和久 京都大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (40192679)
• 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: シリア / 小胞輸送 / ライブセル・イメージング / BBSome / 一次繊毛 / Rab / Arf / イメージング

Outline of Annual Research Achievements

外部シグナルのセンサーとして働く繊毛は、多様な生理現象に関与し、その異常はBardet-Biedl症候群（BBS）などの繊毛病の発症につながる。このような異常には、繊毛への選択的なタンパク質の輸送の異常がかかわる。BBSの原因遺伝子の産物により構成されるBBSome複合体は、繊毛へのタンパク質輸送にかかわる。本研究では、BBSomeの構築様式と機能の解明をめざして研究を行った。
１）新たに開発した抗GFP-Nanobodyを活用したタンパク質間相互作用解析法（visible immunoprecipitation assay; VIPアッセイと命名）によって、BBSomeの8つのサブユニット（BBS1, 2, 4, 5, 7, 8, 9, 18）すべての間の相互作用を調べ、BBSomeの構築様式の全体像を解明した。特に、これまではBBSomeのサブユニットかどうかも不明であったBBS18がBBSomeの必須成分であることを証明した。
２）低分子量GTPaseのArl6/BBS3が、BBS1とのみ相互作用することをVIPアッセイによって示した。
３）相互作用解析の結果をもとにして、さまざまな細胞内局在解析を行い、BBSomeはBBS4を起点にして、中心体近傍で構築されることを示した。
４）EGFP-BBS1を安定発現する細胞株を樹立し、基底小体近傍と繊毛内に局在することを示した。

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] GM130 is a parallel tetramer with a flexible rod-like structure and N-terminally open (Y-shaped) and closed (I-shaped) conformations. (2015)
  • Author(s): Ishida R, Yamamoto A, Nakayama K, Sohda M, Misumi Y, Yasunaga T, Nakamura N.
  • Journal Title: FEBS J. Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 2232-2244
  • DOI: 10.1111/febs.13271
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Histamine synthesis is required for granule maturation in murine mast cells. (2014)
  • Author(s): Nakazawa, S., Sakanaka, M., Furuta, K., Natsuhara, M., Takano, H., Tsuchiya, S., Okuno, Y., Ohtsu, H., Nishibori, M., Thurmond, R.L., Hirasawa, N., Nakayama, K., Ichikawa, A., Sugimoto, Y., and Tanaka, S.
  • Journal Title: Eur. J. Immunol. Volume: 44 Issue: 1 Pages: 204-214
  • DOI: 10.1002/eji.201343838
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Phospholipid Flippase Activities and Substrate Specificities of Human Type IV P-type ATPases Localized to the Plasma Membrane (2014)
  • Author(s): Takatsu, H., Tanaka, G., Segawa, K., Suzuki, J., Nagata, S., Nakayama, K. and Shin, H.W.
  • Journal Title: J. Biol. Chem Volume: 289 Issue: 48 Pages: 33543-33556
  • DOI: 10.1074/jbc.m114.593012
  • NAID: 120005690224
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mitosis-Coupled, Microtubule-Dependent Clustering of Endosomal Vesicles around Centrosomes (2013)
  • Author(s): Takatsu, H., Katoh, Y., Ueda, T., Waguri, S., Murayama, T., Takahashi, S., Shin, H.-W. &Nakayama, K.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 38 Issue: 1 Pages: 31-41
  • DOI: 10.1247/csf.12028
  • NAID: 130004053889
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] EFA6 activates Arf6 and participates in its targeting to the Flemming body during cytokinesis (2013)
  • Author(s): Ueda T, Hanai A, Takei T, Kubo K, Ohgi M, Sakagami H, Takahashi S, Shin HW, Nakayama K
  • Journal Title: FEBS Lett Volume: 583 Issue: 11 Pages: 1617-1623
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.03.042
  • NAID: 120005293580
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ARF1 and ARF4 regulate recycling endosomal morphology and retrograde transport from endosomes to the Golgi apparatus (2013)
  • Author(s): Nakai, W., Kondo, Y., Saitoh, A., Naito, T., Nakayama, K., and Shin, H.-W.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 24 Issue: 16 Pages: 2570-2581
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-04-0197
  • NAID: 120005324911
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Regulation of cell division by membrane traffic involving Rab and Arf families of small GTPases (2015)
  • Author(s): Nakayama, K.
  • Organizer: International Symposium: Epigenetic Landscape in Biological Rhythms, “RNA and Clock”
  • Place of Presentation: 淡路島
  • Year and Date: 2015-03-26
  • Invited
• [Presentation] Architecture of multi-subunit complexes involved in membrane trafficking revealed by visible immunoprecipitation (VIP) assay (2015)
  • Author(s): Nakayama, K.
  • Organizer: The 18th iCeMS International Symposium/The 15th International Membrane Research Forum
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2015-03-03
  • Invited
• [Presentation] メンブレントラフィックと連動する動物細胞の細胞質分裂 (2014)
  • Author(s): 中山和久
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2014-06-12
  • Invited
• [Presentation] メンブレントラフィックと共役する多様な細胞機能の調節 (2014)
  • Author(s): 中山和久
  • Organizer: 第80回日本生化学会東北支部例会シンポジウム
  • Place of Presentation: 秋田
  • Year and Date: 2014-05-10
  • Invited
• [Presentation] Rab11、exocyst複合体、およびSNAREタンパク質による輸送小胞の細胞膜との繋留/融合過程の調節 (2013)
  • Author(s): 久保慶治、小林美菜子、高橋千絵、加藤洋平、中山和久
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち
• [Presentation] Membrane remodeling in post-Golgi trafficking (2013)
  • Author(s): Shin, H.-W., Umino, H., Takatsu, H., Man, Z. & Nakayama, K.
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: ウインクあいち
  • Invited
• [Presentation] Roles of Arf and Rab GTPases in cytokinesis (2013)
  • Author(s): Nakayama, K.
  • Organizer: FASEB Science Research Conference, “Arf and Rab Family G Proteins”
  • Place of Presentation: Snowmass Village, Colorado, USA
  • Invited
• [Presentation] 脂質二重層の非対称性を調節するP4-ATPaseのリサイクリング経路における機能解析 (2013)
  • Author(s): 小野夏生、高津宏之、中山和久、申惠媛
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] ATP8B1（FIC1, familial intrahepatic cholestasis 1）はホスファチジルコリンのフリッパーゼである (2013)
  • Author(s): 高津宏之、中山和久、申惠媛
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
• [Presentation] リサイクリングエンドソームを介する輸送経路におけるタンパク質とリン脂質の協調的作用 (2013)
  • Author(s): 申惠媛、小野夏生、高津宏之、中山和久
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Invited
• [Presentation] メンブレントラフィックと共役する細胞分裂の調節 (2013)
  • Author(s): 中山和久
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Invited
• [Presentation] 細胞分裂時における微小管依存的な中心体方向へのエンドソームの流れ
  • Author(s): 加藤洋平、高津宏之、中山和久
  • Organizer: 第60回日本生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Book] プロッパー細胞生物学：細胞の基本原理を学ぶ (2013)
  • Author(s): 中山和久監訳
  • Total Pages: 572
  • Publisher: 化学同人