シリア形成時の膜供給における細胞内極性輸送の役割の解明

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113517
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 原田 彰宏 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40251441)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2014: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2013: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: 細胞内輸送 / ノックアウトマウス / Rab8 / 小胞輸送

Outline of Annual Research Achievements

シリア（繊毛）の形成にはシリアが伸長するための膜の供給が重要である。シリアへの膜輸送（供給）に関わるタンパク質の中でも、細胞内の（特に頂端(apical) 面への）極性輸送を司る低分子量GTP結合タンパク質Rab8が重要とされているが、Rab8がどの組織でどんなシリアの形成に重要かは明らかでない。その解明のため、Rab8a, b の二重欠損（DKO）マウスを作成し、そのマウスの各種組織のシリアを解析し、シリアの異常の有無と組織の形態、機能に与える影響を解析した。DKOマウスは予想に反して、１次シリア（MEF,網膜、嗅上皮）、運動シリア（気管）で異常が認められなかった。そのため、DKOのMEFで更にRab8の類縁分子であるRab10,13をノックダウン(KD)したところ、Rab13をKDした場合にはシリアに変化が認められなかったが、Rab10をKDした場合にはシリアを持つ細胞の比率が低下した。そのため、Rab8a,b, Rab10の3つの分子が共同してシリア形成に働くと考えられた。これらの結果をまとめて、国際誌に報告した。また、Rab8に結合する分子(Rab8BP)がシリアに局在するため、Rab8BPの機能をRab8BPのKDやCRISPRによるKOマウスの作成を行っている。更に、Rab8BPの結合タンパクの探索も行っており、Rab8がRab8BPを介してどのようにシリア形成に関係するが解明中である。

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] Rab11a is required for apical protein localisation in the intestine. (2015)
  • Author(s): Sobajima T, Yoshimura S, Iwano T, Kunii M, Watanabe M, Atik N, Mushiake S, Morii E, Koyama Y, Miyoshi E, Harada A
  • Journal Title: Biology Open Volume: 4 Pages: 86-94
  • DOI: 10.1242/bio.20148532
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Rab8a and Rab8b are essential for multiple apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis (2014)
  • Author(s): Sato T, Iwano T, Kunii M, Matsuda S, Mizoguchi R, Jung Y, Hagiwara H, Yoshihara Y, Yuzaki M, Harada R, Harada A.
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 15;127(Pt 2) Pages: 422-31
  • DOI: 10.1242/jcs.136903
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The Role of PKD in Cell Polarity, Biosynthetic Pathways, and Organelle/F-actin Distribution (2014)
  • Author(s): Nur Atik他
  • Journal Title: Cell Struct. Funct. Volume: 39 Issue: 1 Pages: 61-77
  • DOI: 10.1247/csf.13020
  • NAID: 130004137601
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] CLAC-P/collagen type XXV is required for the intramuscular innervation of motoneurons during neuromuscular development (2014)
  • Author(s): Tanaka T, Wakabayashi T, Oizumi H, Nishio S, Sato T, Harada A, Fujii D, Matsuo Y, Hashimoto T, Iwatsubo T.
  • Journal Title: j. Neurosci. Volume: 34 Pages: 1370-1379
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2440-13.2014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Hypothalamic SIRT1 prevents age-associated weight gain by improving leptin sensitivity in mice (2014)
  • Author(s): Sasaki T, Kikuchi O, Shimpuku M, Susanti VY, Yokota-Hashimoto H, Taguchi R, Shibusawa N, Sato T, Tang L, Amano K, Kitazumi T, Kuroko M, Fujita Y, Maruyama J, Lee YS, Kobayashi M, Nakagawa T, Minokoshi Y, Harada A, Yamada M, Kitamura T.
  • Journal Title: Diabetologia Volume: 57 Pages: 819-31
  • DOI: 10.1007/s00125-013-3140-5
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Drebrin E depletion in human intestinal epithelial cells mimics Rab8a loss of function. (2014)
  • Author(s): Vacca B.他
  • Journal Title: Hum Mol Genet. Volume: 23 Pages: 2834-46
  • DOI: 10.1093/hmg/ddt670
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Trans-regulation of oligodendrocyte myelination by neurons through small GTPase Arf6-regulated secretion of fibroblast growth factor-2. (2014)
  • Author(s): Akiyama M.他
  • Journal Title: Nature Commun. Volume: 5 Pages: 4744-4744
  • DOI: 10.1038/ncomms5744
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] C. elegans chaperonin CCT/TRiC is required for actin and tubulin biogenesis and microvillus formation in intestinal epithelial cells. (2014)
  • Author(s): Keiko Saegusa, Miyuki Sato, Katsuya Sato, Junko Nakajima-Shimada, Akihiro Harada, and Ken Sato
  • Journal Title: Mol Biol Cell. Volume: 25 Pages: 3095-104
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-09-0530
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Critical roles of type Ill phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine. (2013)
  • Author(s): Takasuga , Wada et al.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A Volume: 1726-1731 Pages: 1726-1731
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Vesicular and non-vesicular transport feed distinct glycosylation pathways in the Golgi. (2013)
  • Author(s): D'Angelo G, Uemura T, Chuang CC, Polishchuk E, Santoro M, Ohvo-Rekila H, Sato T, Di Tullio G, Varriale A, D'Auria S, Daniele T, Capuani F, Johannes L, Mattjus P, Monti M, Pucci P, Williams RL, Burke JE, Platt FM, Harada A, De Matteis MA.
  • Journal Title: Nature Volume: 501 Pages: 116-120
  • DOI: 10.1038/nature12423
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analyses of neuronal and epithelial cell polarity of mice lacking genes involved in polarized transport. (2014)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 第37回日本神経科学大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2014-09-13
• [Presentation] 膵外分泌・内分泌における膜融合関連分子SNAP23の機能の解明 (2014)
  • Author(s): 國井政孝、吉村信一郎、高橋倫子、小林雅樹、佐藤隆史、川上良介、根本知己、河西晴郎、北村忠弘、佐藤健、原田彰宏
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2014-06-13
• [Presentation] 表現型を正常に戻すことが可能なレトロウィルスベクターを用いた、形態によるスクリーニングによる神経細胞の形態形成に必要な遺伝子の同定 (2013)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 第６５回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 組織において、細胞内極性輸送を司る分子は細胞の極性や分泌などにどのように関わるか？ (2013)
  • Author(s): 原田彰宏
  • Organizer: 第３６回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Invited