2018 Fiscal Year Research-status Report
集団的細胞運動を制御するJRABの構造変化の階層的解析-情報から生体に至るまで-
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17K08636
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
坂根 亜由子 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 准教授 (60509777)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | JRAB / １分子構造変化 / 蛋白質間相互作用 / 集団的細胞運動 / 階層的解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、研究代表者は、Rabファミリー低分子量G蛋白質の標的蛋白質として見出されたJRABという１分子の構造変化が時空間的なアクチン細胞骨格の制御を生み出しており、その結果として効率の良いバランスのとれた細胞集団の動き(集団的細胞運動)が可能になることを証明してきた。本研究では、その時、その場所で、JRABが構造をいかにして変化させ、維持しているのか、さらには、どのような機序でJRABが構造特異的な機能を発現しうるのかを生化学とバイオインフォマティクスを組み合わせた手法を用いて分子レベルでの検証を行い、その結果を基に細胞生物学、ライブイメージング、コンピュータビジョンやバイオメカニクス等の異分野融合による学際的アプローチで明らかにしつつある。また、本研究中にCRISPR-Cas9システムによるゲノム編集で内因性のJRABをJRAB構造変異体(JRABΔCC; open form、JRABΔCT; closed form)に置換したマウスを作製し、解析することによってJRABの構造変化の重要性を個体レベルでも証明することを目指している。集団的細胞運動は、組織・器官の形成や創傷治癒の過程において認められる現象であり、さらに、がんの転移の際にも用いられる運動様式であることから、その制御機構の解明は、生理的および病理的に非常に重要な課題と考えられる。
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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
JRABは、N末端のLIMドメインとC末端のcoiled-coil(CC)ドメインの分子内結合によりclosed formをとり、Rab13がJRABのC末端と結合することで分子内結合が解除されてopen formをとるようになる。さらに、JRABは、open formとclosed formで細胞辺縁でのラッフルの形成やストレスファイバーの形成といった各々異なるアクチン細胞骨格制御を示す。本年度は、open formのJRABにおけるLIMドメインの機能解析を中心に進め、open formのJRABと別のアクチン結合蛋白質との相互作用と協調してLIMドメインがラッフルの形成やアクチン線維の束化の解除等のアクチン細胞骨格制御に関与していることを明らかにした。また、その作用機序については、これまでと同様に生化学とバイオインフォマティクスを組み合わせたアプローチで解析を展開し、その実態を証明しつつある。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度はJRABのLIMドメインの詳細な解析により、open formのJRABの作用機序を証明することができた。次年度は、同様にしてclosed formのJRABが引き起こすアクチン線維の束化を基盤にした力学的変化がいかにして調節されているのかを明らかにする。また、遅れているJRABの構造変異体のノックインマウスの解析も進めていくとともに、各ノックインマウスと胃癌や大腸癌の疾患モデルマウスを掛け合わせてあらたな系統を樹立し、癌の進行とJRABの構造変化の関連性を検証する。
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| Causes of Carryover |
ノックインマウスの維持やその解析を行うための試薬類が３月納品、４月支払いのため次年度使用が生じた。
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