2020 Fiscal Year Research-status Report
Molecular and functional analysis of a novel endocytic pathway associated with macropinocytosis
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18K06831
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
荒木 伸一 香川大学, 医学部, 教授 (10202748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
江上 洋平 香川大学, 医学部, 講師 (80432780)
川合 克久 香川大学, 医学部, 助教 (80534510)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | エンドサイトーシス / 膜輸送 / Rabタンパク質 / マクロパイノサイトーシス / ライブセルイメージング / 光遺伝学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、マクロパイノサイトーシスから派生する Rab10 陽性管状構造についてその形態及び分子局在の特徴から新規エンドサイトーシス経路としてその存在を確立し、形成メカニズム、制御機構、機能的意義を明らかにしようとするものである。前年度の研究で、クラスI PI3キナーゼの下流にあるAkt(protein kinase B)を、MK-2206やAKT inhibitor Xで阻害した場合は、マクロパイゾームの形成は抑制されないが、Rab10陽性管状エンドゾーム形成は増加することが分かった。このことから通常のマクロパイノサイトーシスで必要であるPI3K-Aktシグナリングを阻害することで、Rab10陽性管状エンドゾーム経路へ切り替えられることが示唆される。Rab10およびその近縁のRab8、Rab35などの活性状態を制御する活性化因子（GEF）と不活性化因子（GAP）の関わりについて検討した。
Rab10 のGEFとして働く DENND4C及びGAPとして働くTBC１D4（AS160）の局在とRab10陽性管状構造には明らかな関係性は見いだせなかった。近縁の制御因子の中では、GRAF2（ARHGAP10）がRab10陽性のカップと管状構造に局在し、これら構造との関与が示唆された。
また、Rab10陽性カップ・管状構造との関連性が認められなかった他のDENNDファミリーの中で、DENND1B が細胞基底部の未知の構造物に局在することが確認された。このDENND1Bが局在する構造について細胞骨格系や他のマーカータンパク質の関係を調べ、ラメリポディア基底部に存在し細胞接着に関わる新規構造として論文発表した。
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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
PA-Rac1の光制御による単一細胞内でのRab10陽性エンドサイトーシス誘導によってキャラクタリゼーションを行い、これを新規エンドサイトーシス経路として論文にまとめプレプリントの形で発表した。現在、海外ジャーナルへの投稿を行い、リバイス中である。
現在は、PI3K阻害下でのフォルボールエステルやマクロファージコロニー刺激因子（ＣＳＦ－１）刺激によってRab10陽性エンドサイトーシス経路を誘導する方法で、管状構造形成の分子メカニズムやこの経路で輸送されるものを探索している。
これまでに報告のない新規エンドサイトーシス経路であり、制御のメカニズムや機能の全貌解明にはさらに時間を要するが、明らかにできた部分から論文として執筆、発表準備を進めており、研究の進捗としては概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度となるので、これまでのデータをまとめ論文作成、投稿を行う。論文としてまとめ上げるために追加実験を行い、補足データを収集する必要がある。Rab10陽性エンドサイトーシス経路の意義、機能に関して、この様式で輸送される物質の候補として、これまで様々な膜レセプターやそれらのリガンドの動きを観察してきたが、未だ解決には至っていないため、引き続き探索を行う予定である。
このRab10陽性エンドサイトーシス経路の電子顕微鏡解析も必要であるが、特異的にラベルできるトレーサーが見つかっていないため、蛍光顕微鏡電子顕微鏡相関観察による同定で取り組みたい。
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| Causes of Carryover |
今年度は、新型コロナ感染症拡大のため、授業や学部教育運営への対応で、研究エフォートが低下し、実験時間の減少が余儀なくされた。その分、これまでのデータを見直し、論文執筆をおこなうための時間に費やし、新規の消耗品の購入は遅らせた。オープンアクセス論文掲載のためのAPCは来年度の支払いとなる予定である。参加予定していた学会がオンライン開催となり、旅費の執行もなくなった。
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Research Products
(5 results)
