2017 Fiscal Year Annual Research Report
Dynamic ordering of cellular functions through self-assembly of component molecules
| Project Area | Dynamical ordering of biomolecular systems for creation of integrated functions |
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| Project/Area Number |
25102010
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
稲垣 直之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20223216)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2018-03-31
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| Keywords | 神経細胞 / 軸索 / アクチン / 自己組織化 / メカノバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
我々の本課題におけるこれまでの研究により、拡散性の軸索誘引分子ネトリンを介したシグナル伝達によりシューティン1がリン酸化されるとシューティン1がアクチン線維およびコルタクチン、L1-CAMとの集合体を形成することが解った。また、これらの集合体が軸索伸長のためのシグナル→力の変換に重要な役割を果たすことを見出し、L1-CAMが細胞外基質上のラミニンと連結したり連結が外れたりすることで軸索のガイダンスを行う新しい分子メカニズム(Grip & Slip Mechanism)を明らかにした。さらに、Native mass解析により、シューティン1がin vitroで２量体を構成すること、シューティン1とL1-CAMの複合体をシューティン1とL1-CAMがそれぞれ２分子、１分子からなる複合体を形成することが明らかとなった。
L1-CAM遺伝子に変異が起こると、軸索ガイダンスの障害や精神発達遅滞、失語症、歩行障害等の症状を伴う小児の神経難病L1症候群を引き起こす。そこで本年度はまず、前年度で明らかにしたGrip & Slip Mechanismを解析し、L1症候群の患者由来のL1-CAMではGrip & Slip Mechanismに障害が生じて、軸索が正しい方向に伸びることができないことを明らかとした。また、マイクロデバイスを作成して軸索をネトリンの濃度勾配で刺激し、軸索先端における活性型（リン酸化型）シューティン1を解析した。その結果、驚いたことに、軸索先端が、僅かな（0.4%）のネトリンの濃度勾配を検知して、軸索先端内における非対称なシューティン1の活性化（リン酸化）を引き起こし、軸索の方向転換を引き起こすことが明らかとなった。この様に、本年度は軸索ガイダンスの分子機構と分子病態に迫ることができた。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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