Rab35活性化による神経突起伸長の誘導機構の解明

• 研究課題/領域番号: 15H04367
• 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: 細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50311361)
• 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: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 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: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
• キーワード: 低分子量G蛋白質Rab / 神経突起伸長 / 小胞輸送 / 神経成長因子 / スクリーニング / Rabカスケード / Rabエフェクター / グアニンヌクレオチド交換因子 / 膜輸送

研究成果の概要

高次脳機能を司る神経細胞のネットワークは、神経細胞同士が神経突起を互いに伸ばし、シナプスを形成することにより成り立っている。神経突起の伸長には脂質膜の供給が不可欠であり、近年小胞輸送の制御因子・低分子量G蛋白質Rabの関与が示唆されている。これまで当研究室では、Rab8やRab35などによるリサイクリングエンドソームから突起方向への小胞輸送機構の存在を明らかにしてきたが、どのような仕組みでこれらのRabが活性化され、神経突起の伸長が促進されるのかは明らかではなかった。本研究課題では、これらのRabの上流活性化因子（GEF）を同定し、Rab活性化の分子基盤の一端の解明に成功した。

研究成果

• [国際共同研究] Tel Aviv University(Israel)
• [国際共同研究] University of Oxford(英国)
• [国際共同研究] Universidad de Chile(Chile)
• [国際共同研究] University of Oxford(英国)
• [国際共同研究] Tel Aviv University(Israel)
• [雑誌論文] Rab20, a novel Rab small GTPase that negatively regulates neurite outgrowth of PC12 cells. (2018)
  • 著者名/発表者名: Oguchi, M. E., Etoh, K. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Neurosci. Lett. 巻: 662 ページ: 324-330
  • DOI: 10.1016/j.neulet.2017.10.056
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] TBC1D12 is a novel Rab11-binding protein that modulates neurite outgrowth of PC12 cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Oguchi, M. E., Noguchi, K. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 4 ページ: e0174883-e0174883
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0174883
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The GTPase Rab43 controls the anterograde ER-Golgi trafficking and sorting of GPCRs. (2017)
  • 著者名/発表者名: Li, C., Wei, Z., Fan, Y., Huang, W., Su, Y., Li, H., Dong, Z., Fukuda, M., Khater, M. and Wu, G.
  • 雑誌名: Cell Rep. 巻: 21 号: 4 ページ: 1089-1101
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.10.011
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rab5 is critical for SNAP23 regulated granule-granule fusion during compound exocytosis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Klein, O., Roded, A., Zur, N., Azouz, N. P., Pasternak, O., Hirschberg, K., Hammel, I., Roche, P. A., Yatsu, A., Fukuda, M., Galli, S. J. and Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 15315-15315
  • DOI: 10.1038/s41598-017-15047-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rab32 subfamily small GTPases: pleiotropic Rabs in endosomal trafficking. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi, N., Fukuda, M. and Kanaho, Y.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 62 号: 2 ページ: 65-71
  • DOI: 10.1093/jb/mvx027
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cdk5 regulation of the GRAB-mediated Rab8-Rab11 cascade in axon outgrowth. (2017)
  • 著者名/発表者名: Furusawa, K., Asada, A., Urrutia, P., Gonzalez-Billault, C., Fukuda, M. and Hisanaga, S. I.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 37 号: 4 ページ: 790-806
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2197-16.2017
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] M-INK, a novel tool for visualizing melanosomes and melanocores. (2017)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Marubashi, S. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 161 ページ: 323-326
  • DOI: 10.1093/jb/mvw100
  • NAID: 40021219775
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] C9orf72 and RAB7L1 regulate vesicle trafficking in amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia. (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoki, Y., Manzano, R., Lee, Y., Dafinca, R., Aoki, M., Douglas, A. G. L., Varela, M. A., Sathyaprakash, C., Scaber, J., Barbagallo, P., Vader, P., Mager, I., Ezzat, K., Turner, M. R., Ito, N., Gasco, S., Ohbayashi, N., El-Andaloussi, S., Takeda, S., Fukuda, M., Talbot, K. and Wood, M. J. A.
  • 雑誌名: Brain 巻: 140 号: 4 ページ: 887-897
  • DOI: 10.1093/brain/awx024
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Parkin promotes proteasomal degradation of synaptotagmin IV by accelerating polyubiquitination. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kabayama, H., Tokushige, N., Takeuchi, M., Kabayama, M., Fukuda M. and Mikoshiba, K.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Neurosci. 巻: 80 ページ: 89-99
  • DOI: 10.1016/j.mcn.2017.02.006
  • 査読あり
• [雑誌論文] P53- and mevalonate pathway-driven malignancies require Arf6 for metastasis and drug resistance. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto, A., Oikawa, T., Hashimoto, S., Sugino, H., Yoshikawa, A., Otsuka, Y., Handa, H., Onodera, Y., Nam, J.M., Oneyama, C., Okada, M., Fukuda M. and Sabe, H.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 213 号: 1 ページ: 81-95
  • DOI: 10.1083/jcb.201510002
  • NAID: 120005763128
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of podocalyxin trafficking by Rab small GTPases in 2D and 3D epithelial cell cultures. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mrozowska, P. S. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 213 号: 3 ページ: 355-369
  • DOI: 10.1083/jcb.201512024
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A Varp-binding protein, RACK1, regulates dendrite outgrowth through stabilization of Varp protein in mouse melanocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Marubashi, S., Ohbayashi, N. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol. 巻: 136 号: 8 ページ: 1672-1680
  • DOI: 10.1016/j.jid.2016.03.034
  • NAID: 120007129451
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rabin8 regulates neurite outgrowth in both GEF-activity-dependent and -independent manners. (2016)
  • 著者名/発表者名: Homma, Y. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 27 号: 13 ページ: 2107-2118
  • DOI: 10.1091/mbc.e16-02-0091
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rab35 functions in axon elongation are regulated by p53-related protein kinase (PRPK) in a mechanism that involves Rab35 protein degradation and the microtubule-associated protein 1B. (2016)
  • 著者名/発表者名: Villarroel-Campos, D., Henriquez, D. R., Bodaleo, F. J., Oguchi, M. E., Bronfman, F. C., Fukuda, M. and Gonzalez-Billault, C.
  • 雑誌名: J. Neurosci. 巻: 36 号: 27 ページ: 7298-7313
  • DOI: 10.1523/jneurosci.4064-15.2016
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Multiple roles of VARP in endosomal trafficking: Rabs, retromer components and R-SNARE VAMP7 meet on VARP. (2016)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Traffic 巻: 17 号: 7 ページ: 709-719
  • DOI: 10.1111/tra.12406
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Multiple types of guanine nucleotide exchange factors (GEFs) for Rab small GTPases. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Oguchi, M. E. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 巻: 41 号: 2 ページ: 61-79
  • DOI: 10.1247/csf.16008
  • NAID: 130005163247
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regulation of podocalyxin trafficking by Rab small GTPases in epithelial cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mrozowska, P. S. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Small GTPases 巻: 7 号: 4 ページ: 231-238
  • DOI: 10.1080/21541248.2016.1211068
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] RUTBC1 functions as a GTPase-activating protein for Rab32/38 and regulates melanogenic enzyme trafficking in melanocytes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Marubashi, S., Shimada, H., Fukuda, M. and Ohbayashi, N.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 291 号: 3 ページ: 1427-1440
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.684043
  • NAID: 120007128493
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rab12 regulates retrograde transport of mast cell secretory granules by interacting with the RILP-dynein complex. (2016)
  • 著者名/発表者名: Efergan, A., Azouz, N. P., Klein, O., Noguchi, K., Rothenberg, M. E., Fukuda, M. and Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: J. Immunol. 巻: 196 号: 3 ページ: 1091-1101
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1500731
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab2B and its specific binding protein Golgi-associated Rab2B interactor-like 4 (GARI-L4) regulate Golgi morphology. (2015)
  • 著者名/発表者名: Aizawa, M. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 290 号: 36 ページ: 22250-22261
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.669242
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Measurement of Rab35 Activity with the GTP-Rab35 Trapper RBD35. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi H, Etoh K, Marubashi S, Ohbayashi N, Fukuda M.
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1298 ページ: 207-216
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2569-8_18
  • ISBN: 9781493925681, 9781493925698
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Assay of Rab17 and its guanine nucleotide exchange factor Rabex-5 in the dendrites of hippocampal neurons. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: 1298 ページ: 233-243
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2569-8_20
  • ISBN: 9781493925681, 9781493925698
  • 査読あり
• [学会発表] リサイクリングエンドソームに局在する新規 Rab11 結合タンパク質TBC1D12 は神経突起伸長を制御する (2017)
  • 著者名/発表者名: 小口舞、野口憲太、福田光則
  • 学会等名: 日本生化学会東北支部 第83回例会
• [学会発表] 神経突起伸長を負に制御する新規低分子量Gタンパク質Rabの探索 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小口舞、衛藤貫、福田光則
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [学会発表] Rab small GTPases are key players for neurite outgrowth and differentiation. (2017)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: Seminar in the National Center of Neurology and Psychiatry
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The small GTPase Rab10 regulates the formation of tubular endosomes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kan Etoh and Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: The 2017 ASCB/EMBO meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Rab8/10活性化因子・Rabin8による神経突起伸長の制御メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会年会シンポジウム「メンブレントラフィック研究の新時代」
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県、横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] リサイクリングエンドソームに局在する新規Rab11結合タンパク質TBC1D12の機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小口舞、野口憲太、福田光則
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-27
• [学会発表] 細胞外環境に依存したRabファミリーによる上皮細胞極性輸送の制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第89回日本生化学会大会シンポジウム「膜動態を介した細胞間・細胞外環境との相互作用の制御」
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2016-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of podocalyxin trafficking by Rab small GTPases in epithelial cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: 2016 FASEB Science Research Conference “GTPases in Trafficking, Autophagy and Disease”
  • 発表場所: West Palm Beach, FL (USA)
  • 年月日: 2016-09-21
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Rab12 regulates podocalyxin exit from early endosomes through tubulation of endosomal membranes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Paulina S. Mrozowska and Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: 2016 FASEB Science Research Conference “GTPases in Trafficking, Autophagy and Disease”
  • 発表場所: West Palm Beach, FL (USA)
  • 年月日: 2016-09-20
• [学会発表] リサイクリングエンドソームに局在する新規Rab11結合タンパク質TBC1D12の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小口舞、野口憲太、福田光則
  • 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: 2016-06-17
• [学会発表] Rab35活性化因子DENND1A/connecdenn 1は神経突起伸長を制御する (2016)
  • 著者名/発表者名: 衛藤貫、福田光則
  • 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: 2016-06-16
• [学会発表] 上皮細胞のポドカリキシン極性輸送におけるRabシグナリングネットワークの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会大会シンポジウム「高次生命機能を司るメンブレントラフィック：分子基盤からその破綻による疾患発症の理解に向けて」
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府・京都市）
  • 年月日: 2016-06-15
  • 招待講演
• [学会発表] Regulation of podocalyxin trafficking by Rab small GTPases in 2D and 3D epithelial cell cultures. (2016)
  • 著者名/発表者名: Paulina S. Mrozowska and Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: 2016 Gordon Research Conference “Cell Polarity and Signaling”
  • 発表場所: West Dover, VT (USA)
  • 年月日: 2016-06-13
  • 国際学会
• [学会発表] 細胞内小胞輸送が制御する多彩な生命現象～メラニン輸送、オートファジー、ヒスタミン分泌まで～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第40回皮膚科免疫セミナー
  • 発表場所: 経団連会館（東京都、千代田区）
  • 年月日: 2016-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] 神経突起伸長におけるRabシグナリングカスケードの役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会ワークショップ「高次生命機能を支えるメンブレントラフィック」
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] 神経突起伸長におけるRabin8の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 本間悠太、福田光則
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会合同大会
  • 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] Rab35・centaurin-β2/ACAP2複合体の形成による神経突起伸長及び細胞質分裂の制御 (2015)
  • 著者名/発表者名: 衛藤貫、福田光則
  • 学会等名: 第67回日本細胞生物学会大会
  • 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] Rab small GTPases, key players in melanosome movements and neurite outgrowth. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: 2015 Departmental Seminar Series at the Pasteur Institute
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-06-08
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Encyclopedia of Signaling Molecules 2nd Edition (Choi, S. ed.) "Slp (synaptotagmin-like protein) " (2018)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9781493967995
• [図書] Encyclopedia of Signaling Molecules 2nd Edition (Choi, S. ed.) "Rab27" (2018)
  • 著者名/発表者名: Oguchi, M. E. and Fukuda, M.
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9781493967995
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科膜輸送機構解析分野
  • URL: https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/teacher/detail.html?id=1724
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科膜輸送機構解析分野
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/t_fukuda/