2018 Fiscal Year Research-status Report
分岐軸索内における区画標識としてのチューブリン修飾の機能解明
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17K07107
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
小西 慶幸 福井大学, 学術研究院工学系部門, 准教授 (00382838)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 軸索 / 微小管 / 翻訳後修飾 / 光スイッチ / 神経科学 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
軸索の分岐形態の調節は適切な神経回路の構築や可塑性おいて非常に重要であるが、神経細胞が特定の枝を識別し、伸長・退縮を調節する機構は解明されていない。従来研究の問題は、軸索内で枝という「区画」を認識するために必要な「標識」が不明であったことである。申請者らは、軸索輸送の不均一な分配により、単一軸索における枝ごとの退縮の違いが生じることを明らかにした。さらに、チューブリン分子の翻訳後修飾が枝の識別に関わる区画標識として機能する可能性を示した。本研究では光遺伝学的にチューブリンの修飾酵素の活性を制御することで、特定の部位における翻訳語修飾の機能解析を可能とする実験系を確立することを目的とする。本年度は、最近チューブリンの脱チロシン化酵素として同定されたVasohibin1 (VASH1)を光により操作する手法を検討した。VASH1の活性に必要なサブユニットであるSVBPを光スイッチ分子であるCRY2および蛍光タンパク質mCherryと融合した。光照射依存的にCRY2と結合するCIBNを細胞膜に局在させ、青色光を細胞に照射することで、SVBPを細胞膜にトラップできることを確認した。さらに、mTagBFP2と融合したVASH1を同時に細胞に発現させ、その局在を解析した結果、SVBPと共に細胞膜へ移行する様子が観察され、約70%のVASH1を細胞膜にトラップできることを確認した。これらの結果からVASH1-SVBPの相互作用を利用して光依存的に脱チロシン化酵素を細胞膜へをトラップできたと考えられる。
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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
チューブリンのチロシン化／脱チロシン化を制御するための修飾酵素として、研究の計画当初ではチロシン化酵素であるTTLを標的とすることを想定していた。これは脱チロシン化酵素が明らかになっていなかったためである。しかし、その後VASH/SVBPの複合体が脱チロシン化酵素であることが報告された。酵素複合体の活性には制御サブユニットであるSVBPとの結合が必要であることに着目し、脱チロシン化酵素の制御を優先的に進めた。計画変更による遅れはあったものの、狙い通り光依存的に酵素を制御できるという結果が得られており、全体として概ね順調に進展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は光スイッチのシステムを完成させていくのと並行して、当初の研究計画の通り、チューブリン修飾と軸索の形態の調節についての解析を進めていく。本研究は主に人為的にチューブリンの翻訳後修飾を変化させることを目的としているが、今後のさらなる研究の展開を考え、内在的な修飾の制御機構についても同時に研究を進めていく。
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| Causes of Carryover |
端数として残った12円を次年度に繰り越した。極めて少額であり、使用計画に影響するものではない。
消耗品に組み込み、当初の使用計画どおり一般試薬や培養関連の試薬の購入に当てる。
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