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2023 Fiscal Year Annual Research Report

Relationship between architecture and function of intraciliary protein trafficking complex: molecular basis for ciliopathies

Research Project

Project/Area Number 19H00980
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

中山 和久  京都大学, 薬学研究科, 教授 (40192679)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 申 惠媛  京都大学, 薬学研究科, 准教授 (10345598)
加藤 洋平  京都大学, 薬学研究科, 連携教授 (90568172)
原田 彰宏  大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40251441)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2024-03-31
Keywords繊毛 / タンパク質複合体 / タンパク質輸送 / 繊毛病
Outline of Annual Research Achievements

繊毛内の逆行性タンパク質輸送を駆動するダイニン2複合体が、IFT-B複合体の積荷として繊毛先端へと順行輸送される分子基盤を昨年度までに明らかにしていた。特に、IFT-B複合体のうちのIFT-B2サブ複合体のサブユニットIFT54とIFT57、ダイニン2複合体のサブユニットWDR60とDYNC2H1-DYNC2LI1二量体との間の相互作用が、ダイニン2がIFT-B複合体の積荷となって順行輸送されるために重要であることを示していた。
本年度は、IFT54のノックアウト(KO)細胞を作製して、そこにIFT54のさまざまな変異体(ダイニン2複合体のサブユニットと結合できないものなど)を発現させて解析することによって、繊毛内タンパク質輸送においてIFT54とダイニン2複合体のサブユニットとの間の相互作用が果たす役割を明らかにした。これらの解析結果は、ダイニン2複合体のサブユニットの変異に起因する骨格系繊毛病の発症の分子基盤の理解にもつながるものであった。
一方、骨格系繊毛病を引き起こすIFT-B複合体のサブユニットIFT81の変異が、細胞レベルではBardet-Biedl症候群様の繊毛異常を引き起こすことを、IFT81のKO細胞を作製して、骨格系繊毛病患者の変異を有するIFT81を発現させる実験によって明らかにした。IFT81はIFT-B複合体中でIFT74と二量体を形成し、さらにIFT25-IFT27二量体と相互作用するが、IFT81変異の異常表現型は、IFT74の変異およびIFT27の変異に起因するBardet-Biedl症候群の繊毛の異常表現型と類似していた。IFT81とIFT74のどちらの場合にも、IFT25-IFT27二量体との結合に必要な領域が欠失することが、Bardet-Biedl症候群様の繊毛異常をもたらすと考えられた。これらの解析結果も、繊毛病発症の分子基盤の理解につながるものであった。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (14 results)

All 2024 2023

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] Lysosomal membrane integrity in fibroblasts derived from patients with Gaucher disease2024

    • Author(s)
      Hamamoto Asuka、Kita Natsuki、B. Gowda Siddabasave Gowda、Takatsu Hiroyuki、Nakayama Kazuhisa、Arita Makoto、Hui Shu-Ping、Shin Hye-Won
    • Journal Title

      Cell Structure and Function

      Volume: 49 Pages: 1~10

    • DOI

      10.1247/csf.23066

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Glucosylceramide flippases contribute to cellular glucosylceramide homeostasis2024

    • Author(s)
      Kita Natsuki、Hamamoto Asuka、Gowda Siddabasave Gowda B.、Takatsu Hiroyuki、Nakayama Kazuhisa、Arita Makoto、Hui Shu-Ping、Shin Hye-Won
    • Journal Title

      Journal of Lipid Research

      Volume: 65 Pages: 100508

    • DOI

      10.1016/j.jlr.2024.100508

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynein-2?driven intraciliary retrograde trafficking indirectly requires multiple interactions of IFT54 in the IFT-B complex with the dynein-2 complex2023

    • Author(s)
      Hiyamizu Shunya、Qiu Hantian、Tsurumi Yuta、Hamada Yuki、Katoh Yohei、Nakayama Kazuhisa
    • Journal Title

      Biology Open

      Volume: 12 Pages: bio059976

    • DOI

      10.1242/bio.059976

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Compound heterozygous IFT81 variations in a skeletal ciliopathy patient cause Bardet?Biedl syndrome-like ciliary defects2023

    • Author(s)
      Tasaki Koshi、Zhou Zhuang、Ishida Yamato、Katoh Yohei、Nakayama Kazuhisa
    • Journal Title

      Human Molecular Genetics

      Volume: 32 Pages: 2887~2900

    • DOI

      10.1093/hmg/ddad112

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 繊毛トランジション・ゾーンの構成膜タンパク質TMEM218の変異に起因する繊毛病の分子基盤2023

    • Author(s)
      藤居大樹、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第69回日本生化学会近畿支部例会
  • [Presentation] 骨格繊毛病の原因となるIFT81の複合ヘテロ接合性変異はBardet-Biedl症候群様の繊毛の異常を引き起こす2023

    • Author(s)
      田崎晃司, 石田大和, 加藤 平, 中山和久
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] 膨張顕微鏡法による一次繊毛の超解像イメージング:ProExMとU-ExMの比較および抗体適用性の評価2023

    • Author(s)
      加藤洋平、里田裕紀、田崎晃司、千葉秀平、中山和久
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] 転写因子Gli1/Gli2/Gli3の繊毛先端への輸送の分子機構と役割2023

    • Author(s)
      石田大和、高橋優利、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第75回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] 繊毛GPCRの繊毛外排出におけるβ-アレスチンの役割の解明2023

    • Author(s)
      村井理人、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第22回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2023
  • [Presentation] 繊毛病(メッケル症候群)で見られるTXNDC15の変異に起因する一次繊毛の機能異常2023

    • Author(s)
      山崎慎悟、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 繊毛GPCRの繊毛外への排出におけるβ-アレスチンの役割2023

    • Author(s)
      村井理人、阿曽伸哉、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] ヒト一次繊毛の基部におけるIFT装置組立ての分子機構2023

    • Author(s)
      田崎晃司、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] ヘッジホッグシグナル転写因子GLIが繊毛先端に輸送される分子機構2023

    • Author(s)
      高橋優利、石田大和、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
  • [Presentation] 繊毛トランジション・ゾーンの構成膜貫通タンパク質TMEM218の変異に起因する繊毛病発症の分子基盤2023

    • Author(s)
      藤居大樹、加藤洋平、中山和久
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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