遠位切断軸索からのダイイングコード

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Homeostatic Regulation by Various Types of Cell Death
• Project/Area Number: 15H01375
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 久本 直毅 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (80283456)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: ダイイングコード

Outline of Annual Research Achievements

本年度は線虫をモデルとした解析により、軸索切断後に近位側軸索の先端に形成される成長円錐が、切断の際に細胞体より分離された遠位側の残存軸索断片の切断部付近を忌避しながら伸長する現象を発見した。その現象の原因となる物質を探索したところ、アナンダミド合成酵素であるNAPE-PLDの線虫ホモログnape-1とnape-2の二重変異体では、その忌避が見られなかったことから、アナンダミドが切断された遠位の軸索の忌避に必要であることが示唆された。線虫では、ゲノム情報からは哺乳動物のアナンダミド受容体の明らかなホモログが見つかっておらず、これまでその有無は不明であった。そこで我々は、構造学的な観点から哺乳動物のアナンダミド受容体のアナンダミド結合に重要と考えられるアミノ酸を抽出し、その情報を用いて線虫に1000個以上ある７回膜貫通型受容体をコードする遺伝子についてスクリーニングしたところ、複数の候補を見出した。これらの候補について遺伝子欠損変異体を用いて調べた結果、神経軸索再生における再生忌避現象および外部からのアナンダミド投与による再生抑制シグナルに関与する７回膜貫通型受容体として、NPR-19およびNPR-32の２つを同定した。さらに、それらが三量体Gタンパク質Goを介してJNK MAPK経路を抑制することで、再生軸索の伸長方向を制御することを明らかにした。
また本年度は、低分子量Gタンパク質Racの線虫ホモログCED-10が、プロテインキナーゼPAKの線虫ホモログMAX-2を介して神経軸索再生を正に制御することも見出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

アナンダミドによる遠位軸索の忌避機構について解明できた。CED-10関連の研究も進展している。

Strategy for Future Research Activity

CED-10の上流経路について明らかにする。

Research Products

• [Journal Article] The chaperone complex BAG2-HSC70 regulates localization of C. elegans Leucine-rich repeat kinase LRK-1 in the Golgi. (2016)
  • Author(s): Fukuzono T, Pastuhov SI, Fukushima O, Li C, Hattori A, Iemura S, Natsume T, Shibuya H, Hanafusa H, Matsumoto K, Hisamoto N.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 21 Pages: 311-324
  • DOI: 10.1111/gtc.12338
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Axon regeneration is regulated by Ets-C/EBP transcription complexes generated by activation of the cAMP/Ca2+-p38 MAPK signaling pathways. (2015)
  • Author(s): Li C, Hisamoto N, and Matsumoto K.
  • Journal Title: PLoS Genetics Volume: 11 Pages: e1005603
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1005603
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] MAP kinase cascades regulating axon regeneration in C. elegans. (2015)
  • Author(s): Pastuhov SI, Hisamoto N., Matsumoto K.
  • Journal Title: Proc. Jpn. Acad. Ser. B. Phys. Biol. Sci. Volume: 91 Pages: 63-75
  • DOI: 10.2183/pjab.91.63
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Regulation of axon regeneration by axotomy-induced serotonin signaling. (2016)
  • Author(s): Strahil SI, Hisamoto N, Matsumoto K.
  • Organizer: The 1st Indian C. elegans meeting
  • Place of Presentation: India, Munbai
  • Year and Date: 2016-01-28 – 2016-02-02
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] トランスサイレチン様因子TTR-11による神経軸索再生の制御機構 (2015)
  • Author(s): 柘植 杏菜、久本 直毅、松本 邦弘
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] 線虫のBRCA2はRhoシグナル-MLCリン酸化経路で神経軸索再生を制御する (2015)
  • Author(s): 清水 達太、久本 直毅、松本 邦弘
  • Organizer: BMB2015（第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会）
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01 – 2015-12-04
• [Presentation] A tensin3 homolog SVH-6 regulates axon regeneration by stabilization of a MET-like receptor tyrosine kinase SVH-2 (2015)
  • Author(s): Alam T, Asai K, Hisamoto N, Matsumoto K.
  • Organizer: 20th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: Los Angeles, USA
  • Year and Date: 2015-06-24 – 2015-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Cyclic AMP and an Ets transcription factor are required for the transcriptional induction of svh-2 by axon severing. (2015)
  • Author(s): Li C, Hisamoto N, Matsumoto K.
  • Organizer: 20th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: Los Angeles, USA
  • Year and Date: 2015-06-24 – 2015-06-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] UNC-16 regulates early steps of synaptic vesicle protein trafficking via LRK-1 and UNC-101. (2015)
  • Author(s): Choudhary B, Kamak M, Kumar M, Awasthi A, Fukuzono T, Li C, Nguyen K, Matsumoto K, Hisamoto N, Koushika S.
  • Organizer: 20th International C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: Los Angeles, USA
  • Year and Date: 2015-06-24 – 2015-06-28
  • Int'l Joint Research