2020 Fiscal Year Annual Research Report
細胞の形態・極性制御を司る微小管ネットワーク形成の構造基盤
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19H03396
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
仁田 亮 神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038)
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2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 細胞骨格 / 微小管 / 重合 / 微小管結合タンパク質 / CAMSAP / クライオ電子顕微鏡 / 全反射照明蛍光顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞の形づくり、極性形成は、細胞の骨組みである微小管ネットワークがどのように形成されるのかに依存する。そのため、細胞内では微小管の構成タンパク質であるα-,β-tubulinの自然重合は抑制されており、何らかの微小管結合タンパク質が微小管重合開始を厳格に制御している。これまで、γ-tubulin複合体が中心体を形成することにより、その役割を果たすことが知られていたが、中心体とは関係なく重合する非中心体性微小管の重要性が明らかになってきている。昨年度までに我々は、CAMSAP2が微小管の重合核形成を促進し、星状体様構造Cam2-asterを作ることを電子顕微鏡による観察で発見した。今年度はまず、クライオ電子顕微鏡を用いて重合核形成の高分解能スナップショットを取得し、重合中心ではtubulin ringやsheetなど、微小管重合の中間体が多数できていることを確認した。また生化学的に重合核形成および重合を促進すること、さらに全反射照明蛍光顕微鏡（TIRF）を用いてライブ画像としてAster形成の場面を捉えた。それによると、CAMSAP2は単独で可逆性の凝集体を作り、そこにtubulinが取り込まれること、また溶液中にfreeのCAMSAP2が存在すると、凝集体から放射状に微小管が伸長することを明らかにした。現在、CAMSAP2と微小管との複合体のクライオ電子顕微鏡構造を単粒子解析法を用いて解析中である。
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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
CAMSAP2の重合核形成およびCam2-aster形成機構を、生化学的実験およびTIRFによるライブ撮影により示すことに成功し、同内容で論文を執筆しbioRxivに発表するとともに、査読を受けて論文改定中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
CAMSAP2の微小管重合核形成を誘導する詳細な分子機構を解明するため、微小管とCAMSAP2のクライオ電子顕微鏡を用いた高分解能構造解析を推進する。また、金沢大学との共同研究により、AFMを用いて重合核形成過程の構造動態を解析する。
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