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2013 Fiscal Year Final Research Report

Analysis of the mechanism of neurite outgrowth driven by membrane transport and cytoskeletal reorganization

Research Project

  • PDF
Project/Area Number 23300134
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Neurochemistry/Neuropharmacology
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

TAKESHI Nakamura  東京理科大学, 生命医科学研究所, 教授 (60362604)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2014-03-31
Keywords神経突起伸展 / 小胞輸送 / FRET / Rab / Rho
Research Abstract

Cytoskeletal reorganization and the membrane addition are pivotal for neurite outgrowth. Here we studied the regulation-mechanism of membrane addition using FRET biosensors. TC10 activity at the plasma membrane decreased at extending growth cones. GTP hydrolysis of TC10 promotes neurite outgrowth through exocytic fusion of Rab11- and L1-containing vesicles by releasing exocyst component Exo70. We developed FRET sensor for Rab35, which promotes neurite outgrowth. Using Rab35 sensor, we showed that Rab35 activity at plasma membrane of growth cones was higher than that of neurite shafts and cell bodies. Phosphorylation of STEF by PKA is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D cells. We propose that local activation of Rac1 and Cdc42 at neurite tips is necessary for neurite outgrowth. Longest neurite-specific activation of Rap1B in hippocampal neurons contributes to polarity formation through RalA and Nore1A in addition to PI3-kinase.

  • Research Products

    (33 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (27 results) (of which Invited: 7 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] neurite-specific activation of Rap1B in hippocampal neurons contributes to polarity formation through RalA and Nore1A in addition to PI3-kinase2013

    • Author(s)
      Nakamura T, Yasuda S, Nagai H, Koinuma S, Morishita S, Goto A, Kinashi T, and Wada N. Longest
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 18 Pages: 1020-1031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] GTP hydrolysis of TC10 promotes neurite outgrowth through exocytic fusion of Rab11- and L1-containing vesicles by releasing exocyst component Exo702013

    • Author(s)
      Fujita A, Koinuma S, Yasuda S, Nagai H, Kamiguchi H, Wada N, Nakamura T
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 8 Pages: e79689

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] All members of the EPI64 subfamily of TBC/RabGAPs also have GAP activities toward Ras2012

    • Author(s)
      Nagai H, Yasuda S, Ohba Y, Fukuda M and Nakamura T
    • Journal Title

      J. Biochem

      Volume: 153 Pages: 283-288

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Evidence of SHIP2 S132 phosphorylation, its nuclear localization and stability2011

    • Author(s)
      Edimo W. E, Derua R, Janssens V, Nakamura T, Vanderwinden J.-M, Waelkens E and Erneux C
    • Journal Title

      Biochem. J.

      Volume: 439 Pages: 391-401

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phosphorylation of STEF by protein kinase A is critical for Rac1 activation and neurite outgrowth in dbcAMP-treated PC12D cells2011

    • Author(s)
      Goto A, Hoshino M, Matsuda M and Nakamura T
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 22 Pages: 1780-1790

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Rho ファミリーG 蛋白質TC10 は細胞膜近くでGDP 型に変わってExo70 と脱離することにより,小胞のエキソサイトーシスを促進し神経突起伸展に働く2013

    • Author(s)
      中村岳史, 藤田明音, 鯉沼真吾, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之
    • Organizer
      第22回バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130915-16
  • [Presentation] TBC/RabGAP のEPI64 サブファミリーの全てのメンバーはRas に対するGAP 活性を有する2013

    • Author(s)
      安田さや香, 永井寛之, 大場雄介, 福田光則, 中村岳史
    • Organizer
      第22回バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      20130915-16
  • [Presentation] 膜輸送を制御するシグナルの動態を可視化する2013

    • Author(s)
      中村岳史
    • Organizer
      第8回スフィンゴテラピィ研究会
    • Place of Presentation
      石川
    • Year and Date
      20130700
    • Invited
  • [Presentation] Rho ファミリーG 蛋白質による細胞形態形成の定量数理モデル2013

    • Author(s)
      作村諭一, 田中大河, 池田和司, 中村岳史
    • Organizer
      第36回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20130620-23
  • [Presentation] RhoファミリーG 蛋白質TC10 は細胞膜近傍でのGTP 加水分解により小胞の細胞膜融合と突起伸展を促進する2013

    • Author(s)
      鯉沼真吾, 藤田明音, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之, 中村岳史
    • Organizer
      第36回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20130620-23
  • [Presentation] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth2012

    • Author(s)
      Fujita, A., Koinuma, S., Yasuda, S, Nagai, H., Wada, N., Nakamura, T
    • Organizer
      2012 ASCB annual meeting
    • Place of Presentation
      San Francisco, USA
    • Year and Date
      20121211-14
  • [Presentation] 神経突起伸展過程におけるRab35 の時空間的活性変化の解析2012

    • Author(s)
      永井寛之, 石堂奈々子, 安田さや香, 小林穂高, 福田光則, 中村岳史
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] RhoファミリーG 蛋白質のひとつであるTC10 のGTP 加水分解は,Rab11 とL1 を含む小胞のエキソサイトーシスを介して神経突起伸展を促進する2012

    • Author(s)
      藤田明音, 鯉沼真吾, 安田さや香, 永井寛之, 上口裕之, 和田直之, 中村岳史
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] エンドソーム成熟とオートファジーに関わるRab7 の活性可視化2012

    • Author(s)
      安田さや香, 大西悠希, 藤田明音, 川崎司人, 和田直之, 和栗聡, Giampietro Schiavo, 福田光則, 中村岳史
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] マクロピノサイトーシスにおけるRab5 の活性制御の解析.2012

    • Author(s)
      安田さや香, 川崎司人, 大西悠希, 中村岳史
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] 神経突起伸展におけるRab35 の活性変化と小胞動態の解析2012

    • Author(s)
      石堂奈々子, 永井寛之, 小林穂高, 新井孝夫, 服部成介, 松田道行, 福田光則, 中村岳史
    • Organizer
      第35回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      20121200
  • [Presentation] Analysis of Rab35 function in neurite outgrowth using FRET biosensors2012

    • Author(s)
      Ishido, N., Nagai, H., Kobayashi, H., Arai, T., Fukuda, M., and Nakamura, T
    • Organizer
      SfN2012
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      20121013-17
  • [Presentation] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth2012

    • Author(s)
      Nakamura, T.
    • Organizer
      日米脳科学セミナー Growth cones and axon regeneration : Entering the age of informatics
    • Place of Presentation
      New Orleans, USA
    • Year and Date
      20121010-12
    • Invited
  • [Presentation] A role of the Rac1-TC10 axis in neurite outgrowth2012

    • Author(s)
      Nakamura, T., Fujita, A., Matsuda, M, and Wada, N
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120900
    • Invited
  • [Presentation] RhoGTPase による細胞形態制御の数理モデル- 定量データと力の導入2012

    • Author(s)
      作村諭一, 田中大河, 池田和司, 中村岳史
    • Organizer
      日本植物学会第76回大会
    • Place of Presentation
      姫路
    • Year and Date
      20120900
    • Invited
  • [Presentation] The Rho family GTPase TC10 is implicated in neurite outgrowth through membrane addition2012

    • Author(s)
      Fujita, A., Koinuma, S., Nagai, H., Yasuda, S., Wada, N., and Nakamura, T
    • Organizer
      第56回神経化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸
    • Year and Date
      20120900
  • [Presentation] FRET センサーを使った神経突起伸展におけるRab35 の機能解析2012

    • Author(s)
      永井寛之, 石堂奈々子, 小林穂高, 新井孝夫, 服部成介, 松田道行, 福田光則, 中村岳史
    • Organizer
      第35回日本神経科学大会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      20120900
  • [Presentation] マクロピノサイトーシスにおけるRab5 の活性制御の解析2012

    • Author(s)
      大西悠希, 川崎司人, 安田さや香, 新井孝夫, 中村岳史
    • Organizer
      日本バイオイメージング学会第21回大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20120800
  • [Presentation] 細胞形態の定量化のためのShape Contextの応用2012

    • Author(s)
      中平悠太, 作村諭一, 中村岳史, 池田和司
    • Organizer
      2012年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      20120300
  • [Presentation] T 力学過程を介した細胞形態制御の定量数理モデル2012

    • Author(s)
      田中大河, 中村岳史, 池田和司, 作村諭一
    • Organizer
      2012年電子情報通信学会総合大会
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      20120300
  • [Presentation] Analysis of rab35 function in neurite outgrowth using FRET biosensors2011

    • Author(s)
      Ishido, N.., Nagai, H., Kobayashi, H., Sako, Y., Arai, T., Hattori, S., Matsuda, M., Fukuda, M., and Nakamura, T
    • Organizer
      第34回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      20111200
  • [Presentation] FRET イメージングによる神経突起伸展制御機構の解析2011

    • Author(s)
      中村岳史
    • Organizer
      大阪大学蛋白質研究所セミナー・包括脳ネットワーク研究会第2回神経科学と構造生物学の融合
    • Place of Presentation
      岡崎
    • Year and Date
      20111100
    • Invited
  • [Presentation] cAMP によるRac1 活性化と神経突起伸展はPKA によるSTEF リン酸化を介する2011

    • Author(s)
      中村岳史, 後藤明弘, 星野幹雄, 松田道行
    • Organizer
      第84回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      20110900
    • Invited
  • [Presentation] A novel mode of neuritogenesis regulation : a spatiotemporal change of Rab35 activity during nerve growth factor-induced neurite outgrowth2011

    • Author(s)
      Nakamura, T., Ishido, N, Obata,Y., Kobayashi, H., Yasuda, S., Koizumi, H., Arai, T., Fukuda, M., and Matsuda, M
    • Organizer
      The 30th NAITO Conference on Membrane Dynamics and Lipid Biology (II)
    • Place of Presentation
      Sapporo
    • Year and Date
      20110600
  • [Presentation] Develpoment of genetically-encoded FRET biosensors for Rab352011

    • Author(s)
      Ishido, N.., Kobayashi, H., Sako, Y., Arai, T., Hattori, S., Matsuda, M., Fukuda, M., and Nakamura, T
    • Organizer
      第63回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      札幌
    • Year and Date
      20110600
  • [Presentation] The molecular mechanism of cAMP-induced neurite outgrowth2011

    • Author(s)
      Nakamura, T., Goto, A., Hoshino, M., and Matsuda, M
    • Organizer
      EMBO workshop : Cell Biology of the Neuron. Polarity, Plasticity and Regeneration
    • Place of Presentation
      Heraklion, Greece
    • Year and Date
      20110507-10
  • [Presentation] The end of 35-year quest has come by FRET imaging : the molecular mechanism of cAMP-induced neurite outgrowth.2011

    • Author(s)
      Nakamura, T
    • Organizer
      BIT's 2nd World DNA and Genome Day
    • Place of Presentation
      Dalian, China
    • Year and Date
      20110425-30
    • Invited
  • [Book] 化学とゲノム医学,化学と教育2013

    • Author(s)
      安田さや香, 中村岳史
    • Total Pages
      61巻3号

URL: 

Published: 2015-06-25  

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