2016 Fiscal Year Research-status Report
細胞内小胞による生殖細胞決定因子の局在化制御の分子機構の解明
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16K07374
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| Research Institution | Kumamoto University |
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Principal Investigator |
田中 翼 熊本大学, 発生医学研究所, 助教 (00392027)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 生殖細胞 / エンドサイトーシス / 細胞極性 / 卵黄タンパク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多くの動物において、生殖細胞の形成・分化は、生殖質とよばれる特殊な細胞質領域によって制御される。生殖質は、様々な母性RNAやタンパク質が局在化することにより形成される。私たちは以前、『long Oskarタンパク質によるエンドサイトーシス活性化の結果生じる細胞内小胞が土台となって、アクチン細胞骨格の再編成が促進されることが生殖質形成に必須である』、という生殖質形成における新しいモデルを提唱した。しかし、細胞内小胞の特性や動態制御は未だ不明である。本研究では、遺伝学的・生化学的解析から生殖質形成への関与が見い出された、卵黄タンパク質受容体Yolkless (Yl)とエンドソームの細胞膜への係留・融合を制御するexocyst複合体に焦点を当て、細胞内小胞を介した細胞極性と生殖質形成の制御機構の全容解明を目指した。
Yl受容体は、long Oskarタンパク質と相互作用する因子として同定した。Ylは、３つの卵黄タンパク質（Yp1-3）とビテロジェニン様タンパク質Apolipophorin (Apolpp)をリガンドとする。平成28年度は、これらリガンドの発現レベルを最小限とした変異体（yp-/- apolpp-/+）を作製して解析を行った。その結果、yp-/- apolpp-/+変異体では、yl変異体の場合と同様に、卵母細胞の極性形成、long Oskarを介したアクチン再編成、ならびに生殖質の係留に異常が認められた。これらの結果から、リガンド依存的なYlのエンドサイトーシスは、細胞極性と生殖質の形成に必須であることが強く示唆された。
また、細胞内小胞による極性制御機構の普遍性・特異性を明らかにするために、神経細胞を用いて解析した。その結果、Ylと同じくLRPファミリーに属する複数の受容体がda神経の樹状突起形成に関与することを見い出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度はYolkless受容体のリガンドの発現レベルを最小限とした変異体を作製して解析を行い、細胞極性と生殖質形成におけるリガンド依存的なYolklessのエンドサイトーシス制御の重要性を明らかとした。この結果は、Yolkless陽性の細胞内小胞こそが細胞極性と生殖質形成を制御する細胞内小胞の実体であるという私たちの提唱したモデルを支持するものであり、本研究の大目標である『細胞極性と生殖質形成を制御する細胞内小胞の特性や動態制御の全貌解明』に向けて大きく前進した。また、神経細胞を用いた解析を行い、神経細胞の樹状突起の形成に関与するLRPファミリータンパクを複数明らかにしており、細胞内小胞による極性制御機構の普遍性・特異性の明確化に向けた進捗も見られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度以降は、Yolkless陽性小胞の動態制御機構を明らかにする。私たちは、生殖質因子の局在化が異常となる突然変異体のスクリーニング（Tanaka and Nakamura, Development, 2008）により、sec5の変異体を複数単離している（未発表）。Sec5はエンドソームの細胞膜への繋留・融合を制御するexocyst複合体の構成因子の１つであり、Yolklessの輸送への関与が報告されている（Sommer et al, J Cell Biol, 2005）。そこで、Sec5、あるいは他のexocyst構成因子の機能欠損がYolkless陽性小胞の輸送、および生殖質形成に与える影響を詳細に解析する。
また、神経細胞の樹状突起形成への関与が明らかとなったLRPファミリーについて、神経細胞における機能、およびlong Oskarとの相互作用を詳細に解析することで、細胞内小胞による極性制御機構の普遍性・特異性を明確化する。
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