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三次元構造解析に基づく繊毛微小管の構築と繊毛運動の分子メカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 17H05057
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 解剖学一般(含組織学・発生学)
研究機関山梨大学

研究代表者

小田 賢幸  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20569090)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
24,700千円 (直接経費: 19,000千円、間接経費: 5,700千円)
2018年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2017年度: 13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
キーワード繊毛 / モータータンパク質 / クライオ電子顕微鏡 / 微小管 / 細胞骨格 / 繊毛・鞭毛 / 翻訳後修飾 / ダイニン / 電子顕微鏡 / 三次元構造解析
研究成果の概要

繊毛は人体において、気道からの異物除去、脳脊髄液の循環、精子の運動など様々な生理現象に関わる重要な運動性細胞小器官である。今回の研究では主に以下の2点の発見があった。
1.繊毛の主要構造タンパク質であるチューブリンに負電荷を与える修飾が、繊毛運動を制御していることを明らかにした。
2.繊毛に存在する未解析のタンパク質、FAP43, FAP44, FAP244, FAP70の解析を行い、それらが繊毛を動かすモータータンパク質の活性制御を行っていることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

今回の研究により、人体において重要な役割を果たしている繊毛の運動を制御している新しい分子メカニズムが明らかになった。繊毛の機能不全は、胎児期の発生異常や慢性気道感染症、水頭症、不妊などの様々な疾患に関わっている。今回の研究はこれらの繊毛関連疾患の病態理解を深め、疾患の治療の進歩に貢献することが期待される。またチューブリンの修飾に関する発見は繊毛だけでなく、細胞骨格に関わる広範な細胞生物学の理解に貢献した。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] University of Massachusetts/University of Connecticut(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Univ. of Massachusetts Medical School/Univ. of Connecticut Health Center(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] A microtubule-dynein tethering complex regulates the axonemal inner dynein f (I1)2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Tomohiro、Hou Yuqing、Cochran Deborah A.、Witman George B.、Oda Toshiyuki
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 29 号: 9 ページ: 1060-1074

    • DOI

      10.1091/mbc.e17-11-0689

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] CFAP70 is a novel axoneme-binding protein that localizes at the base of the outer dynein arm and regulates ciliary motility2018

    • 著者名/発表者名
      Shamoto N, Narita K. Kubo T, Oda T, Takeda S.
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 7 号: 9 ページ: 1-12

    • DOI

      10.3390/cells7090124

    • 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] Chlamydomonas as a tool to study tubulin polyglutamylation2018

    • 著者名/発表者名
      Kubo Tomohiro、Oda Toshiyuki
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 68 号: 1 ページ: 80-91

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfy044

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactions between mitochondria and endoplasmic reticulum in demyelinated axons2018

    • 著者名/発表者名
      Thai Truc Quynh、Nguyen Huy Bang、Sui Yang、Ikenaka Kazuhiro、Oda Toshiyuki、Ohno Nobuhiko
    • 雑誌名

      Medical Molecular Morphology

      巻: 印刷中 号: 3 ページ: 135-146

    • DOI

      10.1007/s00795-018-0212-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic studies of all PIH proteins in zebrafish reveal their distinct roles in axonemal dynein assembly.2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi H, Oda T, Kikkawa M, Takeda H
    • 雑誌名

      Elife

      巻: 7

    • DOI

      10.7554/elife.36979

    • 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] Electrostatic interaction between polyglutamylated tubulin and the nexin?dynein regulatory complex regulates flagellar motility2017

    • 著者名/発表者名
      Kubo Tomohiro、Oda Toshiyuki
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 28 号: 17 ページ: 2260-2266

    • DOI

      10.1091/mbc.e17-05-0285

    • 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] Three-dimensional structural labeling microscopy of cilia and flagella.2017

    • 著者名/発表者名
      Oda T.
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 66 号: 4 ページ: 234-244

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfx018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3D structural analysis of cilia using cryo-electron tomography2018

    • 著者名/発表者名
      Toshiyuki Oda
    • 学会等名
      8th Asia Pacific International Congress of Anatomists
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クライオ電顕の試料作製とデータ解析2018

    • 著者名/発表者名
      小田賢幸
    • 学会等名
      第29回平成30年度電顕サマースクール
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子トモグラフィーによる繊毛モーターおよびチューブリン修飾の構造解析2018

    • 著者名/発表者名
      小田賢幸
    • 学会等名
      機能タンパク質の構造と機能のダイナミクスと、 それに基づくく細胞・生体システム作動機構の研究拠点の形成 平成29年度末 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Electrostatic interaction between polyglutamylated tubulin and the nexin-dynein regulatory complex regulates flagellar motility2017

    • 著者名/発表者名
      Oda T.
    • 学会等名
      Dynein 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-05-23  

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