2019 Fiscal Year Annual Research Report
Function of tubulin modification as a signal to discriminate compartments in axons
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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, 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に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修飾の機能を解析することを可能とすることを目的とした。これまでの研究で、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)、および酵素活性に必要なサブユニットであるSVBPとの結合を、光スイッチ分子CRY2、CIBNを介して光により操作する手法を検討してきた。本年度の研究では、光照射条件の最適化を進め、光依存的にSVBP-CRY2を細胞膜へトラップすることにより、細胞内の脱チロシン化チューブリンの割合が減少することを示した。VASH1がSVBPと共に細胞膜へ移行することが観察されていることから、脱チロシン化酵素複合体と基質である微小管との相互作用が阻害されたためであると考えられる。さらに軸索の部位特異的な修飾の制御機構や、修飾に依存した軸索の形態制御機能について新たな知見を報告した。
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