ヒト遺伝病Griscelli syndromeの分子レベルでの病態解明

• 研究課題/領域番号: 15689006
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 病態医化学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 福田 光則 独立行政法人理化学研究所, 福田独立主幹研究ユニット, 独立主幹研究員 (50311361)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 29,120千円 (直接経費: 22,400千円、間接経費: 6,720千円); 2005年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円); 2004年度: 9,490千円 (直接経費: 7,300千円、間接経費: 2,190千円); 2003年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
• キーワード: シナプトタグミン様蛋白質 / Rab27A / Rabエフェクター / メラノソーム輸送 / Griscelli症候群 / エキソサイトーシス / Slac2-a / melanophilin / 膜輸送

研究概要

本研究ではRAB27A遺伝子の欠損・変異により引き起こされるヒト遺伝病Griscelli syndrome及びそのモデルマウスashenの発症メカニズムを分子レベルで解明することを目的とした。昨年度までにGriscelli syndrome患者及びashenマウスに特徴的な毛髮の白色化(メラノソーム輸送異常)の原因究明に取り組み、Rab27A、Slac2-a(Rab27Aエフェクター兼ミオシンVaカーゴ受容体)、ミオシンVa、Slp2-aを介するメラノソーム輸送の分子メカニズムを解明することに成功している(Nature Cell Biol.(2004)6,1195-1203)。そこで本年度は、ashenマウスで異常が報告されている網膜上皮細胞の網膜メラノソーム輸送機構の解明に取り組んだ。網膜上皮細胞には皮膚のメラノソームと異なりSlac2-aではなく、Slac2-cという相同分子が発現しており、Rab27A・Slac2-c・ミオシン複合体を形成してメラノソームを運搬すると考えられた。これまでの解析でSlac2-cには少なくとも二種類のミオシン(Va/VIIa)が結合することが報告されていたが、細胞内でどちらのミオシンと結合して網膜メラノソームを運搬するかは明らかではなかった。本研究では、生化学的解析によりSlac2-cがミオシンVaよりもミオシンVIIaに高親和性に結合すること、培養メラノサイト(melan-a細胞)を用いた細胞生物学的解析により、Rab27A・Slac2-c・ミオシンVIIa複合体により網膜メラノソームが運搬される可能性が高いことを初めて明らかにした(J.Biol.Chem.(2005)280,28015-28022;Methods Enzymol.(2005)403,431-444)。

研究成果

• [雑誌論文] Distinct developmental expression of synaptotagmin I and IX in the mouse brain. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: NeuroReport 17 ページ: 179-182
• [雑誌論文] O-glycosylation is essential for intracellular targeting of synaptotagmins I and II in non-neuronal specialized secretory cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Atiya-Nasagi, Y., Cohen, H., Medalia, O., Fukuda, M., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 118 ページ: 1363-1372
• [雑誌論文] Classical protein kinase C(s) regulates targeting of synaptotagmin IX to the endocytic recycling compartment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Haberman, Y., Ziv, I., Gorzalczany, Y., Fukuda, M., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 118 ページ: 1641-1649
• [雑誌論文] Functional analysis of Slac2-c/MyRIP as a linker protein between melanosomes and myosin VIIa. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 28015-28022
• [雑誌論文] AS160, the Akt substrate regulating GLUT4 translocation, has a functional Rab GTPase activating protein domain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Miinea, C.P., Sano, H., Kane, S., Sano, E., Fukuda, M., Peranen, J., Lane, W.S., Lienhard G.E.
  • 雑誌名: Biochem.J. 391 ページ: 87-93
• [雑誌論文] Protein Kinase C-mediated phosphorylation of the two polybasic regions of synaptotagmin VI regulates their function in acrosomal exocytosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Roggero, C.M., Tomes, C.N., De Blas, G.A., Castillo, J., Michaut, M.A., Fukuda, M., Mayorga, L.S.
  • 雑誌名: Dev.Biol. 285 ページ: 422-435
• [雑誌論文] Adenovirus-mediated silencing of Synaptotagmin 9 inhibits Ca^<2+>-dependent insulin secretion in islets. (2005)
  • 著者名/発表者名: Iezzi, M., Eliasson, L., Fukuda, M., Wollheim, C.B.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 579 ページ: 5241-5246
• [雑誌論文] Rab proteins regulate epithelial sodium channel activity in colonic epithelial HT-29 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Saxena, S., Singh, M., Engisch, K., Fukuda, M., Kaur, S.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 337 ページ: 1219-1223
• [雑誌論文] The short apical membrane half-life of rescued ΔF508-cystic fibrosis transmembrane conductance regulator (CFTR) CFTR results from accelerated endocytosis of ΔF508-CFTR in polarized human airway epithelial cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Swiatecka-Urban, A., Brown, A., Moreau-Marquis, S., Renuka, J., Coutermarsh, B., Barnaby, R., Karison, K.H., Flotte, T.R., Fukuda, M., Langford, G.M., Stanton, B.A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 36762-36772
• [雑誌論文] Slp4-a/granuphilin-a interacts with syntaxin-2/3 in a Munc18-2-dependent manner. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Imai, A., Nashida, T., Shimomura, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 39175-39184
• [雑誌論文] The C2B domain of rabphilin directly interacts with SNAP-25 and regulates the docking step of dense core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 39253-39259
• [雑誌論文] Cloning and genomic characterization of sytdep, a new synaptotagmin XIV-related gene. (2005)
  • 著者名/発表者名: Herrero-Turrion, M.J., Fukuda, M., Mollinedo, F.
  • 雑誌名: Biochem.Biophys.Res.Commun. 340 ページ: 386-394
• [雑誌論文] Slp homology domain : A novel protein motif that specifically binds small GTPase Rab27. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Recent Res.Dev.Biochem. 6 ページ: 13-29
• [雑誌論文] Versatile role of Rab27 in membrane trafficking : Focus on the Rab27 effector families. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Biochem. 137 ページ: 9-16
  • NAID: 10017342344
• [雑誌論文] Functional analysis of Slac2-a/melaonophilin as a linker protein between Rab27A and myosin Va in melanosome transport. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Itoh, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 419-431
• [雑誌論文] Identification and biochemical analysis of Slac2-c/MyRIP as a Rab27-, myosin Va/VIIa-, and actin-binding protein. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 431-444
• [雑誌論文] Analysis of the role of Rab27 effector Slp4-a/granuphilin-a in dense-core vesicle exocytosis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 445-457
• [雑誌論文] Assay and functional interactions of Rim2 with Rab3. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 457-468
• [雑誌論文] Assay of Rab binding specificity of rabphilin and Noc2 : Target molecules for Rab27. (2005)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: Methods Enzymol. 403 ページ: 469-481
• [雑誌論文] Slac2-aとSlp2-a:メラニン色素輸送のしくみ (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 212 ページ: 769-770
• [雑誌論文] シナプトタグミンと類似タンパク質による膜輸送制御の分子メカニズム (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生化学 77 ページ: 603-618
  • NAID: 10016603083
• [雑誌論文] 「メラニン色素」輸送の分子メカニズム:肌や髮の毛が黒くなる仕組み (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 日皮協ジャーナル 54 ページ: 60-66
• [雑誌論文] 美白への新たなアプローチ-メラニン輸送をストップさせる- (2005)
  • 著者名/発表者名: 黒田垂歩, 福田光則
  • 雑誌名: BIONICS 2(11) ページ: 68-71
  • NAID: 40007003528
• [雑誌論文] Munc13-4 is a GTP-Rab27-binding protein regulating dense core granule serection in platelets. (2004)
  • 著者名/発表者名: Shirakawa, R., Higashi, T., Tabuchi, A., Yoshioka, A., Nishioka, H., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 10730-10737
• [雑誌論文] Synaptotagmin interaction with the syntaxin/SNAP-25 dimer is mediated by an evolutionarily conserved motif and is sensitive to inositol hexakisphosphate. (2004)
  • 著者名/発表者名: Rickman, C., Archer, D.A., Meunier, F.A., Craxton, M., Fukuda, M., Burgoyne, R.D., Davletov, B.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 12574-12579
• [雑誌論文] Rabphilin and Noc2 are recruited to dense-core vesicles through specific interaction with Rab27A in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 13065-13075
• [雑誌論文] The small GTPase Rab27B regulates amylase release from rat parotid acinar cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 117 ページ: 1945-1953
• [雑誌論文] Slac2-a/melanophilin contains multiple PEST-like sequences that are highly sensitive to proteolysis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Itoh, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 22314-22321
• [雑誌論文] RNA interference-mediated silencing of synaptotagmin IX, but not synaptotagmin I, inhibits dense-core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem.J. 380 ページ: 875-879
• [雑誌論文] Synaptotagmin V and IX isoforms control Ca^<2+>-dependent insulin exocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Iezzi, M., Kouri, G., Fukuda, M., Wollheim, C.B.
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 117 ページ: 3119-3127
• [雑誌論文] Synaptotagmin IV regulates glial glutamate release. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang, Q., Fukuda, M., Van Bockstaele, E., Pascual, O., Haydon, P.G.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 ページ: 9441-9446
• [雑誌論文] Alternative splicing in the first α-helical region of the Rab-binding domain of Rim regulates Rab3A binding activity : Is Rim a Rab3 effector protein during evolution? (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 831-842
• [雑誌論文] Effect of forskolin on synaptotagmin IV protein trafficking in PC 12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136 ページ: 245-253
  • NAID: 10016201637
• [雑誌論文] Synaptotagmin VII is targeted to dense-core vesicles and regulates their Ca^<2+>-dependent exocytosis in PC 12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E., Satoh, M., Saegusa, C., Yamamoto, A.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 52677-52684
• [雑誌論文] Rab27A-binding protein Slp2-a is required for peripheral melanosome distribution and elongated cell shape in melanocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Nature Cell Biol. 6 ページ: 1195-1203
• [雑誌論文] Vesicular reuptake inhibition by a synaptotagmin I C2B domain antibody at the squid giant synapse. (2004)
  • 著者名/発表者名: Llinas, R.R., Sugimori, M., Moran, K., Moreira, J.E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 ページ: 17855-17860
• [雑誌論文] Rabphilin and Noc2 function as Rab27 effectors that control Cat^<2+>-regulated exocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Recent Res.Dev.Neurochem. 7 ページ: 57-69
• [雑誌論文] シナプトタグミンによる調節性分泌の制御 (2004)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 49 ページ: 2186-2197
  • NAID: 40006462984
• [図書] アンチ・エイジングシリーズ1「白髪・脱毛・育毛の実際」メラニン色素輸送メカニズムの解明 (2005)
  • 著者名/発表者名: 福田光則, 黒田垂歩
  • 出版者: エヌ・ティー・エス
• [文献書誌] Bahadoran, P., Busca, R., Chiaverini, C., Westbroek, W., Lambert, J., Bille, K., Valony, G., Fukuda, M., Naeyaert, J.-M., Ortonne, J.- P., Ballotti, R.: "Characterization of the molecular defects in Rab27a, caused by RAB27A missense mutations found in patients with Griscelli syndrome."J.Biol.Chem.. 278. 11386-11392 (2003)
• [文献書誌] Fukuda, M.: "Distinct Rab binding specificity of Rim1, Rim2, rabphilin, and Noc2 : Identification of a critical determinant of Rab3A/Rab27A recognition by Rim2."J.Biol.Chem.. 278. 15373-15380 (2003)
• [文献書誌] Fukuda, M.: "Slp4-a/granuphilin-a inhibits dense-core vesicle exocytosis through interaction with the GDP-bound form of Rab27A in PC12 cells."J.Biol.Chem.. 278. 15390-15396 (2003)
• [文献書誌] Fukuda, M.: "Molecular cloning, expression, and characterization of a novel class of synaptotagmin (Syt XIV) conserved from Drosophila to humans."J.Biochem.. 133. 641-649 (2003)
• [文献書誌] Fukuda, M.: "Molecular cloning and characterization of human, rat, and mouse synaptotagmin XV."Biochem.Biophys.Res.Commun.. 306. 64-71 (2003)
• [文献書誌] Kuroda, T.S., Ariga, H., Fukuda, M.: "The actin-binding domain of Slac2-a/melanophilin is required for melanosome distribution in melanocytes."Mol.Cell.Biol.. 23. 5245-5255 (2003)
• [文献書誌] Sato, M., Moroi, K., Nishiyama, M., Zhou, J., Usui, H., Kasuya, Y., Fukuda, M., Kohara, Y., Komuro, I., Kimura, S.: "Characterization of a novel C.elegans RGS protein with a C2 domain : evidence for direct association between C2 domain and Gαq subunit."Life Sci.. 73. 917-932 (2003)
• [文献書誌] Haberman, Y., Grimberg, E., Fukuda, M., Sagi-Eisenberg, R.: "Synaptotagmin IX, a possible linker between the perinuclear endocytic recycling compartment and the microtubules."J.Cell Sci.. 116. 4307-4318 (2003)
• [文献書誌] Waselle, L., Coppola, T., Fukuda, M., Iezzi, M., El-Amraoui, A., Petit, C., Regazzi, R.: "Involvement of the Rab27 binding protein Slac2c/MyRIP in insulin exocytosis."Mol.Biol.Cell. 14. 4103-4113 (2003)
• [文献書誌] Yoo., S., Nguyen, M.P., Fukuda, M., Bittner, G.D., Fishman, H.M.: "Plasmalemmal sealing of transected mammalian neurites is a gradual process mediated by Ca^<2+>-regulated proteins."J.Neurosci.Res.. 74. 541-551 (2003)
• [文献書誌] Sadakata, T., Mizoguchi, A., Sato, Y., Katoh-Semba, R., Fukuda, M., Mikoshiba, K., Furuichi, T.: "The secretory granule-associated protein CAPS2 regulates neurotrophin release and cell survival."J.Neurosci.. 24. 43-52 (2004)
• [文献書誌] Fukuda, M., Kuroda, T.S.: "Missense mutations in the globular tail of myosin-Va in dilute mice partially impair binding of Slac2-a/melanophilin."J.Cell Sci.. 117. 583-591 (2004)