Akt-EB2/RP1による微小管動態の新規制御メカニズムと細胞極性制御

Research Project

Project/Area Number	18K06118
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
Research Institution	Rikkyo University
Principal Investigator	樋口麻衣子立教大学, 理学部, 助教 (30420235)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help	¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000) Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywords	Akt / 微小管 / 細胞運動 / 細胞極性 / EB2/RP1
Outline of Annual Research Achievements	繊維芽細胞が正しい方向に遊走するためには、細胞前方における微小管の安定化が重要な役割を果たすと考えられているが、いかなるメカニズムで前方の微小管が安定化されるのかはほとんど明らかになっていない。研究代表者はこれまでに、PI3K-Akt1経路が微小管を安定化することにより細胞極性の維持に貢献することを示唆する結果を得た。さらに、Akt1の基質候補分子として微小管結合分子EB2/RP1を新たに見出した。そこで本研究では、PI3K-Akt1経路が微小管結合分子EB2を介して微小管の安定化を促進し、細胞の運動性を制御する可能性について検討を行った。Akt1の基質候補分子EB2/RP1はその機能がほとんど分かっていない分子であったが、これまでにEB2/RPノックダウン細胞の微小管において、脱チロシン化チューブリン、アセチル化チューブリンの割合が著しく増えていることが明らかとなった。脱チロシン化チューブリン、アセチル化チューブリンはともに安定化微小管の指標であるため、EB2/RP1が微小管の不安定化を促進する分子である可能性が示唆された。そこで、微小管沈降アッセイを用いて微小管の重合状態を調べた結果、EB2/RP1のノックダウンにより安定化した重合微小管の量が顕著に増加することが明らかとなった。さらに細胞運動性について検討を行ったところ、EB2/RP1ノックダウン細胞では細胞運動性が顕著に低下していること、微小管の異常な束化が起きていることが明らかとなった。現在は、チューブリンの修飾状態と微小管の束化の関係、微小管の束化と細胞運動性の関係について検討を行っており、Akt1-EB2/RP1経路による微小管安定化を介した細胞運動性制御メカニズムの詳細を明らかにする予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 平成29年度11月に研究代表者の異動があり、実験系の立ち上げを行う必要があったため、平成29年度末から平成30年度始めにかけて研究に遅れが生じてしまった。実験を行うシステムの変更に伴う実験条件等の検討はすでに済んでおり、現在は当初の計画通りに実験を進めることが出来ているが、異動前後の時期に研究の遅れがあったために研究全体としては遅れが生じている状態である。研究の進捗状況としては、これまでその機能がほとんど分かっていなかったEB2/RP1という分子について、EB2/RP1が微小管を不安定化する分子である可能性を見出した。さらに現在は、EB2/RP1が微小管を不安定化するメカニズムを明らかにするために、EB2/RP1ノックダウン細胞の微小管におけるチューリンの修飾状態、EB2/RP1ノックダウン細胞の微小管の重合状態について詳しく解析するとともに、Akt1とEB2/RP1の関係について検討を行っている。
Strategy for Future Research Activity	EB2/RP1ノックダウン細胞の微小管の状態について詳しく解析することにより、チューブリンの修飾状態と微小管の束化の関係、微小管の束化と細胞運動性の関係について検討を行う。また、微小管可視化プローブ(EMTB-GFPおよびtubulin-GFP)発現細胞のライブイメージングを行うことで微小管動態制御を詳しく解析し、微小管動態制御におけるEB2/RP1の役割について明らかにする。さらに、Akt1とEB2/RP1の関係について明らかにすることにより、Akt1-EB2/RP1経路による微小管動態の制御メカニズムの詳細を明らかにする予定である。