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神経ネットワーク形成における低分子量G蛋白質Rhoファミリーの役割

研究課題

研究課題/領域番号 15029227
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関京都大学

研究代表者

根岸 学  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60201696)

研究分担者 加藤 裕教  京都大学, 生命科学研究科, 助教授 (50303847)
研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2004年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2003年度: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
キーワードsemaphorin / Plexin / R-Ras / 軸索ガイダンス / Rho / Rnd1 / 神経回路 / 成長円錐 / 神経突起 / Rapostlin / Rnd / 分枝化 / アクチン / 微小管
研究概要

神経細胞は、その特徴的な構造である神経突起を介して互いに接着し、複雑な神経回路を形成し、高次脳機能の発現を可能にしている。軸索は様々な軸索ガイダンス因子に導かれて伸長し、目的のターゲット細胞に到達し、神経回路を形成する。Sema4Dは代表的な軸索ガイダンス分子の1つであり、その特異的な受容体、Plexin-B1に結合し、反発作用を発揮する。しかしその分子メカニズムは不明であった。Plexin-B1の細胞内領域にはよく保存された部位、C1とC2が存在する。我々は、脳に主要に発現しているRhoファミリーG蛋白質、Rnd1がC1とC2の間の領域に結合することを見いだしていた。C1とC2の機能を解析した結果、Plexin-B1のこの領域がRasファミリーの1つ、R-Rasに対する特異的なGAPであることを見いだした。また、Plexin-B1によるR-Ras GAP活性発現にはRnd1の結合が必須であり、Plexin-B1/Rnd1複合体は、リガンドのSema4D刺激により、R-Ras GAP活性を発揮し、R-Rasの活性を低下させた。また、このR-Ras GAP活性の発現により、Sema4D/Plexin-B1/Rnd1はPC12細胞で神経突起の退縮を、ラット初代培養海馬神経細胞において成長円錐の崩壊を引き起こした。このことから、Sema4D/Plexin-B1はR-Ras GAP活性により、軸索進展作用のあるR-Rasの活性を抑制することにより、軸索に対する反発作用を発揮することがわかった。さらに、このR-Ras GAP配列はPlexin-Aを含む他のPlexinファミリーにも非常によく保存されているので、Sema3A/Plexin-Aによる反発作用にもR-Ras GAP活性が関わるのかを調べ、ラット初代培養海馬神経細胞で、Sema3A/Plexin-Aによる成長円錐の崩壊にもR-Rasの活性低下が必須であることがわかった。このことから、R-Ras GAP活性はPlexinファミリーに共通した情報伝達機構であることが推察される。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (4件) 文献書誌 (5件)

  • [雑誌論文] Direct interaction of Rnd1 with FRS2β regulates Rnd1-induced downregulation of RhoA activity and is involved in FGF-induced neurite2005

    • 著者名/発表者名
      Harada A, Katoh H, Negishi M
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry (In press)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] The semaphorin 4D receptor Plexin-B1 is a GTPase activating protein for R-Ras2004

    • 著者名/発表者名
      Oinuma I, Ishikawa Y, Katoh H, Negishi M
    • 雑誌名

      Science 305

      ページ: 862-865

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of splicing variants of rapostlin, a novel Rnd2 effector that interacts with N-WASP and induces neurite branching2004

    • 著者名/発表者名
      Kakimoto T, Katoh H, Negishi M
    • 雑誌名

      The Journal of Biological Chemistry 279

      ページ: 14104-14110

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Molecular dissection of the semaphorin 4D receptor Plexin-B-stimulated R-Ras GAP and neurite remodeling in hippocampal neurons2004

    • 著者名/発表者名
      Oinuma I, Katoh H, Negishi M
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience 24

      ページ: 11473-11480

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Katoh H.et al.: "RhoG activates Rac1 by direct interaction with the Dock180-binding protein Elmo."Nature. 424. 461-464 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Ishikawa Y.et al.: "A role of Rnd1 GTPase in dendritic spine formation in hippocampal neurons."The Journal of Neuroscience. 23(35). 11065-11072 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Oinuma I.et al.: "Direct interaction of Rnd1 with Plexin-B1 regulates PDZ-RhoGEF-mediated Rho activation by Plexin-B1 and induces cell contraction in COS-7 cells."The Journal of Biological Chemistry. 278(28). 25671-15677 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yamaguchi Y.et al.: "N-terminal short sequences of α subunits of the G12 family determine selective coupling to receptors."The Journal of Biological Chemistry. 278(17). 14936-14939 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Okada T.et al.: "A serine protease inhibitor prevents ER stress-induced cleavage but not transport of the membrane-bound transcription factor ATF6."The Journal of Biological Chemistry. 278(33). 31024-31032 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2018-03-28  

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