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神経細胞・細胞骨格の分子細胞生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 04102005
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

廣川 信隆  東京大学, 医学部(医), 教授 (20010085)

研究分担者 吉武 玲子  東京大学, 医学部, 講師 (40230718)
中田 隆夫 (田中 隆夫)  東京大学, 医学部, 助教授 (50218004)
竹村 玲子  沖中記念老人病研究所, 研究員 (50171674)
金井 克光  東京大学, 医学部, 助教授 (80214427)
岡部 繁男  東京大学, 医学部, 助手 (60204012)
依藤 宏  東京大学, 医学部, 講師 (00158544)
研究期間 (年度) 1992 – 1995
研究課題ステータス 完了 (1995年度)
配分額 *注記
300,000千円 (直接経費: 300,000千円)
1995年度: 50,000千円 (直接経費: 50,000千円)
1994年度: 60,000千円 (直接経費: 60,000千円)
1993年度: 60,000千円 (直接経費: 60,000千円)
1992年度: 130,000千円 (直接経費: 130,000千円)
キーワード微小管 / KIF_S / 軸索輸送 / 神経細胞 / キネシン / 微小管関連蛋白 / 細胞骨格 / 分子細胞生物学 / 細胞の形態形成 / 物質輸送 / 微小管結合性モーター分子 / KIFs / 形態形成 / タウ / MAP2 / MAP2C / Tau / 新しいモータ 分子
研究概要

I)神経細胞の形態形成における細胞骨格の機能
(1)主要な微小管関連蛋白MAP2及びMAP1Bの機能の解明。MAP1B遺伝子欠失マウスを作成し,その脳の組織構築,神経細胞の微細構造,他の細胞骨格蛋白の発現量の解析を行った。MAP1B欠失マウスは運動性の低下,体重減少がみられ,特に視神経の発達が遅延していた。MAP1Bが軸索伸長時に重要な役割を果たしている事が示唆された。現在MAP2gene targeting用コンストラクトを作成中である。
II)神経細胞の物質輸送における細胞骨格の機能
(1)モーター分子kinesinのモーター領域と微小管との複合体の三次元微細構造の解析。
kinesinの頭部モーター領域をE.coliで精製,微小管と結合させた後,急速凍結,極低温透過型電顕で観察し、三次元の再構成を行い,その微細構造を明らかにした。
(2)新しいモーター分子KIF1A,KIF2,KIF3Bの分子細胞生物学的解析を行った。KIF1Aは単頭順行性モーター(1.5μm/sec)でシナプス小胞の前駆体を運ぶモーターであり,KIF2はホモダイマー順行性モーター(0.4μm/sec)で幼若な神経細胞に多く発現され,シナプス小胞前駆体とは異なる膜小器官を運ぶモーター分子である。KIF3BはKIF3Aとヘテロダイマーを形成し,KAP3と命名した結合蛋白をその尾部に結合させ,順行性(0.4μm/sec)にシナプス小胞前駆体とは異なる膜小器官を輸送するモーター分子である。
(3)kinesinモーター分子のモーター領域に点突然変異を導入しその機能を解析したところ,ライソゾームのゴルジ装置よりの拡散が障害されkinesinがこの機能を担っている事が分かった。

報告書

(4件)
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 1993 実績報告書
  • 1992 実績報告書
  • 研究成果

    (61件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (61件)

  • [文献書誌] Kanai,Y et al.: "Sorting mechanisms of tau and MAP2 in neurons:suppresed axonal transit of MAP2 and locally regulated microtubule binding." Neuron. 14. 421-432 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa,T.et al.: "Two distinct functions of the carboxyl-terminal tail domain of NF-Mupon neurofilament assembly:cross-bridge formation and longitudinal elongation of filaments." Journal of Cell Biology. 129. 411-429 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Noda,Y.et al.: "KIF2 is a new microtubule-based anterograde motor that transports membranous organelles distinct from those carried by Kinesin Heavy Chain or KIF3A/B" Jounal of Cell Biology. 129. 157-167 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Okada,Y.et al.: "The activation of protein kinase A pathway selestively inhibits anterograde axonal transport of vesicles but not mitochondria transport or retrograde transport in vivo." Journal of Neuroscience. 15. 3053-3064 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Okada,Y.et al.: "The neuron specific kinesin superfamily protein KIF1A is a unique monomeric motor for the anterograde axonal transport of synaptic vesicle precursors." Cell. 81. 769-780 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,Y.et al.: "Identification and molecular evolution of new dynein-like protein sequences in rat brain." Journal of Cell Science. 108. 1883-1893 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takeda,S.et al.: "Tubulin dynamics in neuronal axons of living zebrafish embryos." Neuron. 14. 1257-1264 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kikkawa,M.et al.: "Three dimenional structure of the kinesin head-microtubule complex." Nature. 376. 274-276 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takemura,R.et al.: "Polarity orientation and assembly process of microtubule bundles in nocodazole-treated,MAP2c-transfected COS cells." Molecular Biology of the Cell. 6. 981-996 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Yamazaki,H.et al.: "KIF3A/B:A new heterodimeric kinesin superfamily protein that works as microtubule-plus-end directed motor for fast axonal transport." Journal of Cell Biology. 130. 1387-1399 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.et al.: "Point mutation of ATP-binding motif generated rigor-kinesin which selectively blocks anterograde Iysosome membrane transport." Journal of Cell Biology. 131. 1039-1053 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takemura,R.et al.: "mRNA expression of KIF1A,KIF2,KIF3A,KIF3B,KIF4,KIF5 and cytoplasmic dynein during axonal regeneration." Journal of Neuroscience. 16. 31-35 (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takei,Y.et al.: "Synapsin I deficiency results in the structural change in the presynaptic terminals in the murine nervous system." Journal of Cell Biology. 131. 1789-1800 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Microtubule organization and dynaics on Microtubule-associated proteins." Current Opinion in Cell Biology. 6. 74-83 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hagiwara,H.et al.: "Compe′tition between motor molecules (Kinesin and cytoplasmic dynein)and fibrous microtubule-associated proteins in binding to microtubules" Journal of Biological Chemistry. 269. 3581-3589 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] MIki,H.et al.: "Association of Ash/Grb-2 with dynamin through the Src homology 3 domain" Journal of Biological Chemistry. 269. 5489-5492 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hisanaga,S.et al.: "Phosporylation of native and reassembled neurofilaments composed of NF-L.NF-M.and NF-H by the catalytic subunits of cAMP-dependent orotein kinase" Molecular Biology of the Cell. 5. 161-172 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Harada,A.et al.: "Altered microtubule orgnization in small-calibro xons of mice lacking tau protein" Nature. 36. 488-491 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kondo,S.et al.: "KIF3A is a new microtubules based fast anterograde motor in the nerve axons21GC06:Journal of Cell Biology" 125. 1095-1107 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Sekine,Y.et al.: "A novel microtubule-based motor protein (KIF4)for organelle transports whose expression is regulated developmentally21GC07:Journal of Cell Biology" 127. 187-202 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Ando,A.et al.: "A complex of GRB2-dynamin binds to tyrosine-phosphoryated insulin receptor suhstrate-1 after insulin treatment" ENBO Journal. 13. 3033-3038 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] TAkeda,S.et al.: "DIfferential dynamics of neurofilament H protein and neurofilament I,protein in neuron" Journal of Cell Biology. 127. 173-186 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kikkawa,M.et al.: "Direct visualization of the microtubule lattice seam both in vitro and in vivo" Journal of Cell Biology. 127. 1965-1971 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,T.et al.: "Redistribution of synapsin 1 and synaptophysin in response to elec-trical stimulation in the rat neurohypophysial nerve" Cell Strueture and Function. 19. 253-262 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Nangaku,M.et al.: "KIF1B;Anew microtubule plus-end directed monomeric for mitochondria transport" Cell. 39. 1209-1220 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Kanai,Y.and N.Hirokawa: "Sorting mechanisma tau and MAP2 inneuron : suppressed axonal transport of MAP2 and Locally regulated microtubule binding" Neuron. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Nakagawa,T.et al.: "Two distinct functions of the carboxyl temonal tail domain of NF-M upon neurofilament assembly; crossbridge foramtion and longitudinal streching of filaments21GC14:Journal of Cell Biology" (in press). (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Okada,Y.et al.: "The activation of protein kinase A pathway selectively inhibits anterograde axonal of vesicles hut not mitochondria trans-port nr retrogradr transport in vito" Journal of Neuroscience. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Noda,Y.et al.: "KIF2 is a new anterograde microtubule based motor which transports membranous organelles distinct from those carried by KHC or KIF3A/B" Journal of Cell Biology. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Takemura,R.: "Reorganization of brain spectrin(fodrin)during differentiation of PC12 cells." Neuroscience. 52. 381-391 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Umeyama,T.: "Dynamics of microtubules bundled by microtubule associated protein 2 C(MAP2)." Journal of Cell Biology. 120. 451-465 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,S.: "Do photobleached fluorescent microtubules move ?:Reevaluation of fluorescence laser photobleaching both in vitro and in growing Xenopus axon." Journal of Cell Biology. 120. 1177-1186 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,S.: "Dynamics of the neuronal intermediate filaments." Journal of Cell Biology. 121. 375-386 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.: "A novel member of dynamin-family of GTP-binding protein is expressed specifically to testis." Journal of Cell Science. 105. 1-5 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Noda,Y.: "Localization of dynamin:Widespread distribution in neurons and association with membraneous organelles transported anterogradely." Neuroscience. 55. 113-127 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Zhang,Z.: "The primary structure of rat brain dynein heavy chain,a cytoplasmic motor enzyme." Proceeding of the National Academy of Science of the USA. 90. 7928-7932 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Axonal transport and the cytoskeleton." Current Opinion in Neurobiology.3. 724-731 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Mechanism of axonal transport.Identification of new molecular motors and regulations of transports." Neuroscience Research. 18. 1-9 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Miyasaka,H.: "Interaction of the tail domain of high molecular weight subunits of neurofilaments with the C-terminal region of tubulin and its regulation by tau protein kinase II." Journal of Biological Chemistry. 268. 22695-22702 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.: "Thermal Drift is enough to drive microtubules in the absense of motor proteins." Biophysical Journal. 65. 2504-2510 (1993)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Microtubule organization and dynamics dependent on microtubule-associated proteins." Current Opinion in Cell Biology. 6. 74-82 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Harada,A.: "Tau is not essential for polarized neuronal cell morphogenesis but important for microtubule organization and stabilization in small caliber axons." Nature. (in press). (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Hagiwara,H.: "Interaction between cytoplasmic dynein and tau or MAP2 for the binding to microtubules." Journal of Biological Chemistry. 269. 3581-3589 (1994)

    • 関連する報告書
      1993 実績報告書
  • [文献書誌] Takeuchi,M.: "The 72KD microtubule associated protein form porcine brain." Journal of Neurochemistry. 58. 1510-1516 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,S.: "Differential behavior of photoactivated microtubules in growing axon of mouse and frog neurons." Journal of Cell Biology. 117. 105-120 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Microtubules on the move ?" Current Biology. 2. 193-195 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.: "Ordanization of cortical cytoskeleton of cultured chromaff in cells and involvement in secretion as revealed by quick-freeze,deep-etchig,and double-label immunoelectrom microscopy." Journal of Neuroscience. 12. 2186-2197 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Oshima,T.: "Immunocytochemical localization of 205 kDa microtubule-associated protein (205kDa MAP) in the guinea pig organ of corti." Brain Research. 590. 53-65 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Maeda,K.: "Dynamin:its enzymatic activity and interaction with microtubules." Molecular Biology of the Cell. 3. 1181-1194 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Takemura,R.: "Reorganization of brain spectrin (fodrin) during differentiation of PC12 cells." Neuroscience. 52. 381-391 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Umeyama,T.: "Dynamics of microtubules bundled by microtubule associated protein 2 C (MAP2)." Journal of Cell Biology. 120. 451-465 (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,S.: "Do photobleached fluorescent microtubules move ? Re-evaluation of fluorescence laser photobleaching both in vitro and in growing Xenopus axon." Journal of Cell Biology. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Noda,Y.: "Localization association with membraneous organelles transported of dynamin:Widespread distribution in neurons and anterogradely." Neuroscience. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,S.: "Dynamics of the neuronal intermediate filaments." Journal of Cell. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Nakata,T.: "T-dynamin,a novel member of dynamin-family protein is expressed specific to testis." Journal of Cell Science. (1993)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Kanai,Y.: "Microtubule bundling by tau proteins in vivo:analysis of the functional domains." EMBO Journal. 11. 3953-3961 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Aizawa,H.: "Kinesin family in murine central nervous system." Journal of Cell Biology. 119. 1287-1296 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Tanaka,Y.: "Chronological expression of microtubule-associated proteins (MAPs) in EC cell p 19 after neuronal inductin by retinoic acid." Brain Research. 596. 269-278 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Sato-Yoshitake: "Phosphorylation of kinesin reguiates its binding to synaptic vesicles." Journal of Biological Chemistry. 267. 23930-23936 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Chen,J.: "Projection domains of MAP2 and tau determine spacings between microtubules in dendrites and axons." Nature. 360. 674-677 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書
  • [文献書誌] Takemura,R.: "Increased microtubule stability and alpha tubulin acetylation in cells transfected with microtubule-associated proteins MAP1B,MAP2 or tau." Journal of Cell Science. 103. 953-964 (1992)

    • 関連する報告書
      1992 実績報告書

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公開日: 1992-04-01   更新日: 2016-04-21  

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