セプチン系細胞骨格の重合・脱重合メカニズムの解析

• 研究課題/領域番号: 16570158
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 木下 専 京都大学, 医学研究科, 助教授 (30273460)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 3,700千円 (直接経費: 3,700千円); 2005年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円); 2004年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: 細胞質分裂 / 収縮輪 / 自己集合性 / GTP結合蛋白質 / 細胞骨格 / スカフォールド蛋白質 / CDC42 / 精子無力症 / 細胞分裂 / ノックアウトマウス / 雄性不妊 / 生殖細胞 / 自己集合 / GTPアーゼ

研究概要

以前の国際共同研究により、Cdc42のアダプター蛋白質Borgがセプチン複合体と相互作用することを報告したが(Nat Cell Biol 2001)、Borgの細胞内局在や機能に関しては全く知られていなかった。Cdc42-Borg系がセプチンの重合や局在を制御している可能性を探索するため、Borgの抗体を作成して細胞内局在を明らかにし、RNA干渉法で培養細胞のBorgを90%以上枯渇させた。しかし予想外なことにセプチンの局在や集合状態、および他の主要細胞骨格系には影響が見られなかったため(未発表データ)、引き続きCdc42-Borg系の細胞レベルでの機能を探索している。次いで、真のセプチン重合制御因子の探索を目的として、細胞抽出物から生化学的にセプチン結合性蛋白質を精製し、マススペクトロメトリー(フィンガープリンティング法)で同定した。その結果、特定のセプチンサブユニットが重要なシグナル系のアダプター分子と相互作用することが明らかとなった。現在その相互作用の細胞生物学的意義を過剰発現系やRNA干渉法を用いて解析している(投稿準備中)。一方、これら細胞レベルの実験と並行して個体レベルの機能解析を行うためにSept4遺伝子欠損マウスを作成したところ、予想外の雄性不妊から、精子鞭毛内の輪状小体がセプチンの環状高次集合体(セプチンリング)であり、その破綻によって生殖機能が失われることもわかった。同時にヒトの精子無力症検体でもセプチンリングの破綻を認め、その臨床的意義を確立した(Dev Cell 2005)。以上のような研究の進展によってセプチン系を再定義する必要性が生じ、総説を発表した(Curr Opin Cell Biol 2006)。

研究成果

• [雑誌論文] Disruption of Sept6, a fusion partner gene of MLL, does not affect ontogeny, leukemogenesis induced by MLL-SEPT6, or the phenotype induced by loss of Sept4. (2006)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Ihara M, Nakajima H, Ozaki K, Kataoka-Fujiwara Y, Taki T, Nagata K, Inagaki M, Yoshida N, Kitamura T, Hayashi Y, Kinoshita M, Nosaka T.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25,24 ページ: 54-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diversity of septin scaffolds (2006)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M
  • 雑誌名: Current Opinion in Cell Biology 18 ページ: 54-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] 細胞分裂と細胞形態形成におけるGTP結合蛋白質セプチンの役割 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 雑誌名: 生化学 78(印刷中)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Diversity of septin scaffolds. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kinoshita M.
  • 雑誌名: Current Opinion in Cell Biology (In Cell structure and Dynamics Review Series ; eds. V.Small and M.Glotzer) 18 ページ: 54-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] 細胞分裂と細胞形態形成におけるGTP結合蛋白質セプチンの役割 (2006)
  • 著者名/発表者名: 木下 専
  • 雑誌名: 生化学 (印刷中)
• [雑誌論文] Cortical organization by the septin cytoskeleton is essential for structural and mechanical integrity of mammalian spermatozoa (2005)
  • 著者名/発表者名: Ihara M, Kinoshita A, Yamada S, Tanaka H, Tanigaki A, Kitano A, Goto M, Okubo K, Nishiyama H, Ogawa O, Takahashi C, Itohara S, Nishimune Y, Noda M, Kinoshita M.
  • 雑誌名: Developmental Cell 8 ページ: 343-352
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A mitotic septin scaffold required for mammalian chromosome congression and segregation (2005)
  • 著者名/発表者名: Spiliotis ET, Kinoshita M, Nelson WJ
  • 雑誌名: Science 307 ページ: 1781-1785
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] セプチン系細胞骨格と精子無力症 (2005)
  • 著者名/発表者名: 西山博之, 木下 専
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 214巻3号 ページ: 221-222
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A mitotic septin scaffold required for mammalian chromosome congression and segregation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Spiliotis ET, Kinoshita M, Nelson WJ.
  • 雑誌名: Science 307 ページ: 1781-1785
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cortical organization by the septin cytoskeleton is essential for structural and mechanical integrity of mammalian spermatozoa. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ihara M, Kinoshita A, Yamada S, Tanaka H, Tanigaki A, Kitano A, Goto M, Okubo K, Nishiyama H, Ogawa O, Takahashi C, Itohara S, Nishimune Y, Noda M, Kinoshita M.
  • 雑誌名: Developmental Cell 8 ページ: 343-352
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Disruption of Sept6, a fusion partner gene of MLL, does not affect ontogeny, leukemogenesis induced by MLL-SEPT6, or the phenotype induced by loss of Sept4. (2005)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Ihara M, Nakajima H, Ozaki K, Kataoka-Fujiwara Y, Taki T, Nagata K, Inagaki M, Yoshida N, Kitamura T, Hayashi Y, Kinoshita_M, Nosaka T.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25,24 ページ: 10965-10978
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Disruption of Sept6, a fusion partner gene of MLL, does not affect ontogeny, leukemogenesis induced by MLL-SEPT6, or phenotype induced by the loss of Sept4 (2005)
  • 著者名/発表者名: Ono R, Ihara M, Nakajima H, Ozaki K, Kataoka-Fujiwara Y, Taki T, Nagata K, Inagaki M, Yoshida N, Kitamura T, Hayashi Y, Kinoshita M, Nosaka T.
  • 雑誌名: Molecular and Cellular Biology 25,24 ページ: 10965-10978
• [雑誌論文] A mitotic septin scaffold required for mammalian chromosome congression and segregation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Spiliotis ET, Kinoshita M, Nelson WJ
  • 雑誌名: Science 307 ページ: 1781-1785
• [雑誌論文] Cortical organization by the septin cytoskeleton is essential for structural and mechanical integrity of mammalian spermatozoa (2005)
  • 著者名/発表者名: Ihara M, Kinoshita M, et al.
  • 雑誌名: Developmental Cell 8 ページ: 343-352
• [雑誌論文] A mitotic septin scaffold required for mammalian chromosome congression and segregation (2005)
  • 著者名/発表者名: Spiliotis ET, Kinoshita M, Nelson WJ
  • 雑誌名: Science 印刷中