Studies on physiological function and neuropathology of novel brain protein kinase LMTK1

2018 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 16K07060
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Neurochemistry/Neuropharmacology
• Research Institution: Tokyo Metropolitan University
• Principal Investigator: Hisanaga Shin-ichi 首都大学東京, 理学研究科, 教授 (20181092)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 神経細胞 / 軸索 / スパイン / 小胞輸送 / 自閉症 / リン酸化 / マウス / エンドソーム

Outline of Final Research Achievements

Lemur kinase 1 (LMTK1) is a novel Ser/Thr protein kinase expressed highly in mammalian brains. We reported previously that LMTK1 plays a role in axon outgrowth and spine formation in primary neurons. Here, we investigated the molecular mechanism of LMTK1 regulation of axon outgrowth, and a function of LMTK1B, another isoform of LMTK1 different from LMTK1A, and properties of LMTK1 knockout mouse. We found that (1) LMTK1 regulated Rab11 small GTPase by activating TBC1D9B Rab11 GAP, (2) the kinase negative form of LMTK1B was different from kinase negative LMTK1A in the axon outgrowth and spine formation whereas wild types of them localized at the perinuclear region, and (3) LMTK1 KO mice exhibited hyper locomotive activity, reduced anxiety and anti-depressant behaviors.

Free Research Field

神経生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

神経細胞の軸索伸長やスパイン形成には細胞骨格構造が重要な役割を果たしていることは知られていたが、細胞膜成分がどのようにして供給されるかは殆どわかっていなかった。本研究により、LMTK1という新規キナーゼが過剰な小胞輸送を抑えていること、その仕組みとしてRab11をそのGAPを介して、制御していることが明らかになった。さらにLMTK1の欠失は自閉症様の症状を示すことが明らかとなった。