2013 Fiscal Year Annual Research Report
アクチン線維の重合・脱重合による遅い軸索輸送の新しい分子機構
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23370088
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
稲垣 直之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (20223216)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 脳・神経 / 発生・分化 / 神経科学 / 軸索輸送 / 細胞骨格 / 分子クラッチ / Shootin1 / アクチン線維 |
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| Research Abstract |
本研究は、遅い神経軸索輸送の分子機構の解明を目指す。速い軸索輸送は、微小管上を動くキネシンファミリータンパク質によってなされることが解っているが、遅い軸索輸送（Slow component b）の分子機構は未だ不明である。本研究では、Slow component bがアクチン線維の重合・脱重合とShootin1のクラッチ作用を介して起こることを示唆する応募者らの予備データを基盤として、その分子メカニズムに迫る。
神経細胞の成長円錐において、Shootin1はアクチン線維と細胞外基質を連結するクラッチ作用を有しているが、その機能はNetrin1の下流分子であるPak1によってリン酸化されると増強されることがわかっている。そこで、Netrin1刺激をすると、軸索内のアクチンの輸送速度が早くなることがわかった。これらの結果から、アクチン輸送にはShootin1を介したクラッチ作用が重要であることが示唆された。
軸索内を移動するアクチンの塊は、神経突起伸長に必要なアクチンを輸送していると考えられている。そこで、蛍光タンパク質融合アクチンを培養神経細胞に発現させ、アクチン輸送と突起伸長の関係について定量的に解析した。その結果、アクチンの塊が軸索内を移動して突起先端に到達するとアクチンの蛍光輝度が上昇し、その後、急激な突起伸長が観察された。
脳内におけるアクチン輸送：本研究で検証するアクチンの輸送メカニズムが実際に脳内でも起きているのかを検証した。マウスの大脳の神経細胞にEGFPを融合したアクチンを遺伝子導入し、その培養大脳神組織を用いて共焦点顕微鏡によるライブイメージングを行った。その結果、培養神経細胞と同様に大脳組織の神経細胞の軸索内をアクチンの塊が移動する様子が観察された。
これらの結果は、本研究で提唱する神経軸索内におけるアクチン輸送機構のモデルを指示するものである。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Ceramic coating of liposomal gene carrier for minimizing toxicity to primary hippocampal neurons2013
Author(s)
Tahara, K., Moriuchi, T., Tsukui, M., Hirota, A., Maeno, T., Toriyama, M., Inagaki, N. and Kikuchi, J
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Journal Title
Chemistry Letters
Volume: 42
Pages: 1265-1267
Peer Reviewed
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