細胞周期依存的な一次繊毛の形成・崩壊機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H04347
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 水野 健作 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (70128396)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円); 2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2016年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2015年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 一次繊毛 / 細胞周期 / TTBK2 / NDR2 / アクチン / NDR / アクチンダイナミクス / TESK

研究成果の概要

細胞周期依存的な一次繊毛形成を制御する分子機構を解明することを目的として研究を実施し、以下のことを見出した。１）NDR2はC末端配列依存的にペルオキシソームに局在し、このことが繊毛形成に関与する。２）繊毛形成に必須のキナーゼTTBK2はCep164との結合によって活性化される。３）アクチン重合促進剤JasplakinolideはYAPの不活性化を介して繊毛形成を誘導する。４）グルコース飢餓やmTORC1の不活性化はp27KIPの発現上昇を介して繊毛形成を誘導する。５）増殖抑制刺激によってCep97はユビキチン-プロテアソーム系によって分解される。

研究成果

• [雑誌論文] Glucose deprivation induces primary cilium formation through mTORC1 inactivation (2018)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K.、Nagai, T.、Chiba, S.、Nakayama, K.、and Mizuno. K.
  • 雑誌名: J Cell Sci 巻: 131 号: 1 ページ: 208769-208769
  • DOI: 10.1242/jcs.208769
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Jasplakinolide induces primary cilium formation through cell rounding and YAP inactivation (2017)
  • 著者名/発表者名: Nagai, T.、and Mizuno, K.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 8 ページ: e0183030-e0183030
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0183030
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Localization of protein kinase NDR2 to peroxisomes and its role in ciliogenesis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe, S., Nagai, T., Masukawa, M., Okumoto, K., Homma, Y., Fujiki, Y., and Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 号: 10 ページ: 4089-4098
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.775916
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rabin8 suppresses autophagosome formation independently of its guanine nucleotide-exchange activity toward Rab8. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amagai, Y., Itoh, T., Fukuda, M. and Mizuno, K.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 印刷中 号: 2 ページ: 139-153
  • DOI: 10.1093/jb/mvv032
  • NAID: 40020554105
  • 査読あり
• [学会発表] グルコース飢餓ストレスによる一次繊毛形成はmTORC1-p27Kip1 経路を介する (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 健悟、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第83回例会
• [学会発表] NDR2 のペルオキシソーム膜への局在と一次繊毛形成における役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 増川 萌瑛、阿部 彰子、永井 友朗、奥本 寛治、本間 悠太、藤木 幸夫、水野 健作
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 中心体タンパク質Cep104 の微小管重合活性と一次繊毛形成における役割 Centrosomal protein Cep104 possesses microtubule-polymerizing activity and promotes cilium elongation (2017)
  • 著者名/発表者名: 山添 隆史、梅田 真也、菅谷 優子、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] mTORC1の不活性化は一次繊毛を促進するが，繊毛の長さを短くする (2017)
  • 著者名/発表者名: 高橋 健悟、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] 増殖抑制刺激依存的な一次繊毛形成におけるCep97の分解の役割 (2017)
  • 著者名/発表者名: 向山 祥帆、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Cep104は微小管重合活性を持ち一次繊毛の伸長に寄与する (2017)
  • 著者名/発表者名: 山添 隆史、梅田 真也、菅谷 優子、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第40回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Jasplakinolide-induced cell rounding provokes ciliogenesis. (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Nagai, K. Mizuno
  • 学会等名: 2016 ASCB Annual Meeting Program
  • 発表場所: The Moscone Center （USA・San Francisco）
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] mTORの不活性化を介したグルコース飢餓ストレスによる一次繊毛形成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高橋 健悟、永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜 国立大ホール（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
• [学会発表] Jasplakinolide induces primary cilium formation via cell rounding and YAP inactivation (2016)
  • 著者名/発表者名: T.Nagai, K. Mizuno
  • 学会等名: The 28th CDB Meeting, Cilia and Centrosomes: Cilia and Centrosomes: Current Advances and Future Directions
  • 発表場所: 多細胞システム形成研究センター （兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2016-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] Jasplakinolide による細胞の球状化はYAP を不活性化し一次繊毛形成を惹起する (2016)
  • 著者名/発表者名: 永井 友朗、水野 健作
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] FurryはYAPのリン酸化と局在を制御する (2015)
  • 著者名/発表者名: 入江和樹、Alfredo Mateo Torres、永井友朗、水野健作
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] Jasplakinolideによる細胞の球状化は一次繊毛形成を誘導する (2015)
  • 著者名/発表者名: 永井 友朗、高橋 健悟、向山 祥帆、水野健作
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] 増殖抑制シグナル依存的な一次繊毛形成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 水野健作
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 招待講演
• [学会発表] 一次繊毛形成制御キナーゼNDRはC末端GKLモチーフを介してペルオキシソームに局在化する (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部彰子、永井友朗、藤木幸夫、水野健作
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京都・江戸川区）
  • 年月日: 2015-06-30
• [学会発表] 細胞増殖抑制時の一次繊毛形成におけるTTBK2キナーゼの機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永井友朗、小田聡明、千葉秀平、水野健作
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第81回例会・シンポジウム
  • 発表場所: 東北大学さくらホール（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2015-05-09
• [備考] 東北大学 大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野 水野研究室
  • URL: http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/