2014 Fiscal Year Research-status Report
小胞輸送とアクチン細胞骨格再編成から観る脳の高次構造・機能構築のダイナミズム
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26460370
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
坂根 亜由子 徳島大学, ヘルスバイオサイエンス研究部, 助教 (60509777)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脳の高次構造・機能 / 小胞輸送 / アクチン細胞骨格の再編成 / Rab13-JRAB系 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまで、研究代表者は、所属するグループが上皮細胞における細胞間接着分子の分子輸送の制御系として見出していたRab13-JRAB系が分子輸送だけでなくアクチン細胞骨格の再編成を時空間的に制御することを明らかにしてきた。脳の高次構造の構築および高次機能の獲得におけるシナプス形成・成熟過程においても機能分子群の小胞輸送とアクチン細胞骨格の再編成のクロストークは非常に重要な役割を担っており、そこでのRab13-JRAB系の関与が十分に予想される。実際に、研究代表者らは、これまでにRab13-JRAB系の神経突起の形成への関与を示している。また、研究代表者らは、Rab13との結合に依存してJRABの構造が変化することを生化学的解析によって見出しており、JRABの構造変化とそれに伴う蛋白質-蛋白質間の相互作用の変化が分子輸送とアクチン細胞骨格再編成の時空間制御機構の本体であるという仮説を提唱している。そこで、本年度は、脳の高次構造の構築からシナプス形成・成熟を基盤とした高次脳機能の獲得に至るまでのダイナミズムにおけるJRABの構造変化の役割・重要性を明らかにすることで本仮説を証明することを試みた。
まず、生化学的解析とバイオインフォマティクスを組み合わせたアプローチでRab13とJRABのC末端およびJRABの分子内結合の本体であると考えられるJRABのN末端とC末端の複合体の構造モデルを提示し、JRABのRab13に依存した構造変化の実体を明らかにすることができた。さらに、新規プロテオーム解析システム2DICALを用い、JRABの構造特異的に結合する新たな分子群の同定に成功した。また、現在、Rab13およびJRABのKOマウスから調製した海馬および大脳皮質神経細胞を用いてRab13-JRAB系の神経細胞の形態変化およびシナプス形成・成熟過程における役割を解析している。
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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
本年度は、これまで研究代表者らが蓄積してきた生化学的解析結果を基にバイオインフォマティクスの手法を用いてRab13-JRAB-C複合体およびJRABの分子内結合に寄与するN末端領域（JRAB-N）とJRAB-Cの複合体のin silico構造モデリングを試み、Rab13-JRAB-C複合体およびJRAB-N-JRAB-C複合体の構造モデルを提示することに成功し、Rab13によるJRABの構造変化の実体を一部解明することができた。また、研究代表者らは、これまでにアクチン結合蛋白質であるActinin-1、Actinin-4、FilaminをJRAB結合蛋白質として見出すとともに、それらがopen formのJRABに優位に結合することを生化学的に示してきたが、本年度は、新規プロテオーム解析システム2DICALを用いて新たなJRABの構造特異的に結合する分子群の探索を試み、複数の候補分子を同定することに成功した。現在、各分子を上皮細胞や神経細胞に発現させるためのレトロウイルスおよびレンチウイルスを作製中であり、それらのウイルスの作製に成功した場合、各々の分子を発現させた神経細胞の形態や脳形成過程で見られる神経細胞移動との関連を調べる。KOマウスを用いた個体レベルの解析については予定より遅れているため、来年度は重点的に進めていく。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究で作製したRab13とJRABのKOマウスを用いた個体レベルの解析を引き続き行う。
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| Causes of Carryover |
平成27年3月納品となり支払いが完了していないため、次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年3月中に実験を進めており、4月に支払い完了予定である。
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