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選択的スプライシング依存的なシナプス形成制御の構造基盤

研究課題

研究課題/領域番号 16H04749
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 構造生物化学
研究機関東京大学

研究代表者

山形 敦史  東京大学, 定量生命科学研究所, 助教 (20463903)

研究協力者 前田 亜沙美  
城島 知子  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2018年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードシナプス / 結晶構造解析 / 選択的スプライシング / タンパク質複合体 / 蛋白質複合体 / 蛋白質 / 構造生物学 / X線結晶解析 / シナプスオーガナイザー
研究成果の概要

シナプス形成を司る細胞接着因子複合体であるLRRTM-ニューレキシン複合体とSALM-PTPδ複合体について、結晶構造解析、定量的相互作用解析、シナプス誘導解析を組み合わせた解析を行なった。その結果、それぞれの複合体について選択的スプライシングが相互作用を制御する機構を明らかにした。さらに、ヒトに存在する4種のLRRTMのうち、ニューレキシンがLRRTM1, LRRTM2にのみ選択的に結合する機構を明らかにした。また、SALMの二量体化を軸とする新たなシナプス形成のメカニズムを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

脳は数千億の神経細胞が複雑な回路を形成して成り立っている。神経細胞同士はシナプスを介して連結しており、シナプス形成の異常や破綻は自閉症や統合失調症など精神発達障害の原因となる。シナプスの形成はシナプスオーガナイザーと呼ばれる細胞接着因子の複合体形成が必須である。本研究はシナプス形成を司るシナプスオーガナイザー複合体の形成と制御の機構を、立体構造とそれに基づく詳細な解析によって明らかにしたものである。これらのシナプスオーガナイザーの遺伝子異常が精神発達障害の原因となることも知られており、本研究は精神発達障害の機構の解明や、それに対する薬剤開発につながるような重要な基礎研究と言える。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 3件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 12件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Structural insights into leucine-rich repeat-containing synaptic cleft molecules2019

    • 著者名/発表者名
      Yamagata, A., Fukai, S.
    • 雑誌名

      Current Opinion in Structural Biology

      巻: 54 ページ: 68-77

    • DOI

      10.1016/j.sbi.2019.01.001

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of guanine nucleotide exchange for Rab11 by SH3BP52019

    • 著者名/発表者名
      Goto-Ito Sakurako、Morooka Nobukatsu、Yamagata Atsushi、Sato Yusuke、Sato Ken、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Life Science Alliance

      巻: 2 号: 2 ページ: e201900297-e201900297

    • DOI

      10.26508/lsa.201900297

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of ubiquitin recognition by the winged-helix domain of Cockayne syndrome group B protein2019

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Tomio S、Sato Yusuke、Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Saijo Masafumi、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 47 号: 7 ページ: 3784-3794

    • DOI

      10.1093/nar/gkz081

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insights into modulation and selectivity of transsynaptic neurexin?LRRTM interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Sato Yusuke、Shiroshima Tomoko、Maeda Asami、Watanabe Masahiko、Saitoh Takashi、Maenaka Katsumi、Terada Tohru、Yoshida Tomoyuki、Uemura Takeshi、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 3964-3964

    • DOI

      10.1038/s41467-018-06333-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of epilepsy-related ligand-receptor complex LGI1-ADAM222018

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Atsushi、Miyazaki Yuri、Yokoi Norihiko、Shigematsu Hideki、Sato Yusuke、Goto-Ito Sakurako、Maeda Asami、Goto Teppei、Sanbo Makoto、Hirabayashi Masumi、Shirouzu Mikako、Fukata Yuko、Fukata Masaki、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 1546-1546

    • DOI

      10.1038/s41467-018-03947-w

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis of trans-synaptic interactions between PTPδ and SALMs for inducing synapse formation2018

    • 著者名/発表者名
      Goto-Ito Sakurako、Yamagata Atsushi、Sato Yusuke、Uemura Takeshi、Shiroshima Tomoko、Maeda Asami、Imai Ayako、Mori Hisashi、Yoshida Tomoyuki、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02417-z

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural insights into ubiquitin phosphorylation by PINK12018

    • 著者名/発表者名
      Okatsu Kei、Sato Yusuke、Yamano Koji、Matsuda Noriyuki、Negishi Lumi、Takahashi Akiko、Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Mishima Masaki、Ito Yutaka、Oka Toshihiko、Tanaka Keiji、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 10382-10382

    • DOI

      10.1038/s41598-018-28656-8

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural insights into two distinct binding modules for Lys63-linked polyubiquitin chains in RNF1682018

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Tomio S.、Hirade Yoshihiro、Toma Aya、Sato Yusuke、Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Tomita Akiko、Nakada Shinichiro、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 170-170

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02345-y

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structural basis for specific cleavage of Lys6-linked polyubiquitin chains by USP302017

    • 著者名/発表者名
      Sato Yusuke、Okatsu Kei、Saeki Yasushi、Yamano Koji、Matsuda Noriyuki、Kaiho Ai、Yamagata Atsushi、Goto-Ito Sakurako、Ishikawa Minoru、Hashimoto Yuichi、Tanaka Keiji、Fukai Shuya
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 24 号: 11 ページ: 911-919

    • DOI

      10.1038/nsmb.3469

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis for CRMP2-induced axonal microtubule formation2017

    • 著者名/発表者名
      Niwa Shinsuke、Nakamura Fumio、Tomabechi Yuri、Aoki Mari、Shigematsu Hideki、Matsumoto Takashi、Yamagata Atsushi、Fukai Shuya、Hirokawa Nobutaka、Goshima Yoshio、Shirouzu Mikako、Nitta Ryo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 10681-10681

    • DOI

      10.1038/s41598-017-11031-4

    • NAID

      120006373796

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural basis of the interaction between Topoisomerase IIIβ and the TDRD3 auxiliary factor.2017

    • 著者名/発表者名
      Goto-Ito S, Yamagata A, Takahashi TS, Sato Y, Fukai S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 42123-42123

    • DOI

      10.1038/srep42123

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Crystal structure of Sec10, a subunit of the exocyst complex2017

    • 著者名/発表者名
      Chen J, Yamagata A, Kubota K, Sato Y, Goto-Ito S, Fukai S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1 ページ: 40909-40909

    • DOI

      10.1038/srep40909

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Distinct Roles for the N- and C-terminal Regions of M-Sec in Plasma Membrane Deformation during Tunneling Nanotube Formation.2016

    • 著者名/発表者名
      Kimura S, Yamashita M, Yamakami-Kimura M, Sato Y, Yamagata A, Kobashigawa Y, Inagaki F, Amada T, Hase K, Iwanaga T, Ohno H, Fukai S.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 33548-33548

    • DOI

      10.1038/srep33548

    • NAID

      120005855947

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] てんかんの原因となる蛋白質複合体 LGI1-ADAM22 の構造基盤2018

    • 著者名/発表者名
      山形敦史、宮崎裕里、深田優子、深田正紀、深井周也
    • 学会等名
      第41回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Splicing-dependent regulation of the interaction between PTPδ and postsynaptic organizers2018

    • 著者名/発表者名
      山形敦史
    • 学会等名
      Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] てんかん関連リガンド-受容体複合体 LGI1-ADAM22 の構造基盤2018

    • 著者名/発表者名
      山形敦史、宮崎裕里、重松秀樹、白水美香子、深田優子、深田正紀、深井周也
    • 学会等名
      第56回 日本生物物理学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] PTPRDとSALMによるシナプス形成誘導機構の構造基盤2017

    • 著者名/発表者名
      伊藤桜子、山形敦史、佐藤裕介、植村健、城島知子、前田亜沙美、今井彩子、森寿、吉田知之、深井周也
    • 学会等名
      ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東京大学定量生命科学研究所先端定量生命科学研究部門 蛋白質複合体解析研究分野

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/srro/SRROLifeSciDivJp2/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/srro/SRROLifeSciDivJp2/Welcome.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 離れた細胞間の物質輸送やシグナル伝達を担う脂質膜ナノチューブの形成を誘導する仕組み

    • URL

      http://www.iam.u-tokyo.ac.jp/pressrelease/160916/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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