シリア・中心体系に基づく細胞構築の非対称化機構

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113513
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 貝淵 弘三 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (00169377)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 細胞極性 / シグナル伝達 / リン酸化 / プロテオミクス

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、シリア・中心体形成や極性形成に関与するキナーゼについてリン酸化プロテオミクスを基盤とした基質スクリーニングとその機能解析を行うことで、下流のリン酸化シグナルおよび細胞の非対称性を担保する分子基盤を明らかにすることを目指している。
平成26年度には、申請者らが開発したスクリーニング法を用いて中心体系や極性関連キナーゼであるAurora-A、Aurora-B、LKB1、MARK1の基質のスクリーニングを行った。その結果、Aurora-Aについて233個、Aurora-Bについて246個、LKB1について52個、MARK1について45個の基質候補蛋白質を得た。Aurora-A、Bについては、多数のRNA関連蛋白質（スプライシング・輸送等）が得られた。また、リン酸化モチーフを認識する14-3-3やWWドメイン、FHAドメインを用いて、細胞内のリン酸化蛋白質を効率良く解析する系の開発を行った。これらのドメインはいずれもリン酸化蛋白質を効率良く濃縮し、結合蛋白質を質量分析で解析したところ、それぞれ異なるサブセットのリン酸化蛋白質をターゲットとしており、これらを併用することで網羅性が向上することが示された。
Arl3、Arl6およびArl13bはシリア形成制御に重要な役割を果たす。Arl13bは繊毛病の一種であるジュベール（Joubert）症候群の原因遺伝子とされている。これら蛋白質の相互作用蛋白質の探索を行った結果、恒常活性型Arl3(Q71L)相互作用蛋白質としてUNC119B、PDE6Dが得られたが、これらはArl3と共にシリア形成に関与することが既に報告されている。Joubert症候群患者においてはArl13b-R79QやR200C変異が報告されているが、R200C変異体特異的に結合が低下する蛋白質として、PLCD3、GPN3、AGK、SLC25A3などが得られた。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] In vivo Screening for Substrates of Protein Kinase A Using a Combination of Proteomic Approaches and Pharmacological Modulation of Kinase Activity. (2015)
  • Author(s): Hamaguchi, T., Nakamuta, S., Funahashi, Y., Takano, T., Nishioka, T., Shohag, M.H., Yura, Y., Kaibuchi, K., and Amano, M.
  • Journal Title: Cell structure and function Volume: 40 Pages: 1-12
  • DOI: 10.1247/csf.14014
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PAR3 and aPKC regulate Golgi organization through CLASP2 phosphorylation to generate cell polarity. (2015)
  • Author(s): Matsui, T., Watanabe, T., Matsuzawa, K., Kakeno, M., Okumura, N., Sugiyama, I., Itoh, N., and Kaibuchi, K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 26 Pages: 751-761
  • DOI: 10.1091/mbc.E14-09-1382
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] LRRK1-phosphorylated CLIP-170 regulates EGFR trafficking by recruiting p150Glued to microtubule plus ends. (2015)
  • Author(s): Kedashiro, S., Pastuhov, S.I., Nishioka, T., Watanabe, T., Kaibuchi, K., Matsumoto, K., and Hanafusa, H.
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 128 Pages: 385-396
  • DOI: 10.1242/jcs.161547
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Plk1 phosphorylates CLIP-170 and regulates its binding to microtubules for chromosome alignment. (2014)
  • Author(s): Kakeno, M., Matsuzawa, K., Matsui, T., Akita, H., Sugiyama, I., Ishidate, F., Nakano, A., Takashima, S., Goto, H., Inagaki, M., Kaibuchi, K., and Watanabe, T.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 39 Pages: 45-59
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronal polarization in vivo: Growing in a complex environment. (2014)
  • Author(s): Funahashi, Y., Namba, T., Nakamuta, S., and Kaibuchi, K.
  • Journal Title: Current opinion in neurobiology Volume: 27 Pages: 215-223
  • DOI: 10.1016/j.conb.2014.04.009
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Protein phosphorylation remains as a black box in signal transduction: developing a new method to search for substrates of protein kinases such as Rho-kinase. (2014)
  • Author(s): Kozo Kaibuchi
  • Organizer: 8th International Conference Inhibitors of Protein Kinases (IPK2014)
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2014-09-21 – 2014-09-25
  • Invited
• [Presentation] Protein Phosporylation in Signal transduction (2014)
  • Author(s): Kozo Kaibuchi
  • Organizer: the 17th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology (WCP2014)
  • Place of Presentation: Cape town, South Africa
  • Year and Date: 2014-07-13 – 2014-07-18
  • Invited