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三量体Gタンパク質シャトリングによる走化性ダイナミックレンジ拡張機構

研究課題

研究課題/領域番号 17K07396
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

上村 陽一郎  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 上級研究員 (20321599)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード走化性 / 三量体Gタンパク質 / ダイナミックレンジ制御 / 三量体Gタンパク質シャトリング / Gip1 / 細胞性粘菌 / 三量体Gタンパク質シャトリング
研究成果の概要

細胞性粘菌や白血球のような走化性細胞は広い濃度レンジに渡って化学物質の濃度勾配に応じた細胞運動を示す。濃度レンジ拡張には三量体Gタンパク質の空間制御であるGタンパク質シャトリングが必要である。本研究では、Gタンパク質シャトリング機構の中心となるGタンパク質とその結合因子であるGip1の複合体形成について構造に基づいた理解に到達した。Gip1は疎水性の穴を持つカゴ状の構造を持ち、この穴にGタンパク質ガンマサブユニットの脂質修飾が刺さることで複合体形成をしていると考えられた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

走化性は初期発生、免疫応答などで重要な機能を持つ。細胞性粘菌や白血球のような走化性細胞は化学物質の濃度勾配に沿った細胞運動を、広い濃度範囲にわたって行うことが知られている。濃度勾配情報はGPCRシグナリングによって処理される。走化性物質の濃度が高くなると、三量体Gタンパク質が細胞質から細胞膜へと局在を変えるGタンパク質シャトリングが必要になる。この制御にはGタンパク質結合因子Gip1が必須の役割を持つ。本研究ではGip1の構造から三量体Gタンパク質との複合体形成機構を明らかにし、Gタンパク質シャトリングの分子基盤について理解を深めた。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Talin B regulates collective cell migration via PI3K signaling in Dictyostelium discoideum mounds2020

    • 著者名/発表者名
      Shin-Ichi Yamazaki, Hidenori Hashimura, Yusuke V. Morimoto, Yukihiro Miyanaga, Satomi Matsuoka, Yoichiro Kamimura, Masahiro Ueda
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 525 号: 2 ページ: 372-377

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.02.060

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 三量体G蛋白質シャトリング制御2020

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、上田昌宏
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 272 ページ: 605-606

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Phosphorylated Rho-GDP directly activates mTORC2 kinase towards AKT through dimerization with Ras-GTP to regulate cell migration2019

    • 著者名/発表者名
      Senoo Hiroshi、Kamimura Yoichiro、Kimura Reona、Nakajima Akihiko、Sawai Satoshi、Sesaki Hiromi、Iijima Miho
    • 雑誌名

      Nature Cell Biology

      巻: 21 号: 7 ページ: 867-878

    • DOI

      10.1038/s41556-019-0348-8

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Chemoattractant receptors activate, recruit and capture G proteins for wide range chemotaxis2018

    • 著者名/発表者名
      Miyanaga Yukihiro、Kamimura Yoichiro、Kuwayama Hidekazu、Devreotes Peter N.、Ueda Masahiro
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 507 号: 1-4 ページ: 304-310

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.11.029

    • NAID

      120007128289

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Parallel signaling pathways regulate excitable dynamics differently to mediate pseudopod formation during eukaryotic chemotaxis2018

    • 著者名/発表者名
      Tanabe Yuki、Kamimura Yoichiro、Ueda Masahiro
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 131 号: 23 ページ: 214775-214775

    • DOI

      10.1242/jcs.214775

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural basis of Gip1 for cytosolic sequestration of G protein in wide-range chemotaxis2018

    • 著者名/発表者名
      Miyagawa Takero、Koteishi Hiroyasu、Kamimura Yoichiro、Miyanaga Yukihiro、Takeshita Kohei、Nakagawa Atsushi、Ueda Masahiro
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 9 号: 1 ページ: 4635-4635

    • DOI

      10.1038/s41467-018-07035-x

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 走化性勾配認識における三量体Gタンパク質制御2020

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第10回日本細胞性粘菌学会例会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Roles of Gip1 and Ric8 in activation of heterotrimeric G proteins for eukaryotic chemotaxis2020

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、上田昌宏
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Role of RGSs in gradient sensing by chemotactic cells2020

    • 著者名/発表者名
      黒岩麟平、上村陽一郎、上田昌宏
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 走化性濃度勾配センシングにおける三量体Gタンパク質制御2020

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      2020年 生体運動研究合同班会議プログラム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 真核微生物、細胞性粘菌をモデルとした走化性応答に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第22回真核微生物交流会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 走化性ダイナミックレンジ制御における三量体Gタンパク質の役割2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ユニークな生活環を持つ真核生物「細胞性粘菌」のモデル生物としての研究の魅力2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      帝京大学バイオ・航空合同セミナープログラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gip1 structure reveals the molecular mechanism of trimeric G protein shuttling for eukaryotic broad range chemotaxis2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      Gordon research conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌リソースと研究への利用2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞性粘菌リソースと研究への利用2019

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      日本農芸化学会2019年度大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Structural basis of Gip1-mediated G protein shuttling which regulates broad dynamic range chemotaxis2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      Annual Interantional Dictyostelium Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 走化性における勾配認識機構2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第52回つくば藻類プロティストフォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞性粘菌リソースと研究への利用2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] NBRP細胞性粘菌事業とその利用(2018年)2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 学会等名
      第8回日本細胞性粘菌学会例会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] NBRP「細胞性粘菌」:多様な研究分野におけるモデル生物としての可能性2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] The molecular basis of heterotrimeric G protein Shuttling in GPCR signaling2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎
    • 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 実施状況報告書
  • [学会発表] ユニークな生活環を持つ真核生物「細胞性粘菌」のモデル生物としての研究の魅力2018

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、桑山秀一、上田昌宏
    • 学会等名
      日本細菌学会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Gip1の構造から見えてきた三量体Gタンパク質シャトリングの分子基盤2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、宮川武朗、小手石泰泰、上田昌宏
    • 学会等名
      第14回GPCR研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Heterotrimeric G-protein shuttling via Gip1 extends the dynamic range of eukaryotic chemotaxis.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Kamimura
    • 学会等名
      RIKEN CLST meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] National BioResource Project (NBRP) of cellular slime molds in Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Kamimura, Hidekazu Kuwayama, Masahiro Ueda
    • 学会等名
      Annual Interantional Dictyostelium Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三量体Gタンパク質の空間制御を可能にする構造基盤2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、宮川武朗、小手石泰泰、宮永之寛、上田昌宏
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会第7回例会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 第4期NBRP細胞性粘菌2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、桑山秀一、上田昌宏
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会第7回例会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] もっと使えるNBRP2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、桑山秀一、上田昌宏
    • 学会等名
      日本細胞性粘菌学会第7回例会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] GPCRシグナル伝達系における三量体Gタンパク質シャトリングの分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、宮川武朗、小手石泰泰、宮永之寛、上田昌宏
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] モデル真核生物「細胞性粘菌」の様々な研究における有用性と活用2017

    • 著者名/発表者名
      上村陽一郎、桑山秀一、上田昌宏
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 理化学研究所 細胞シグナル動態研究グループ

    • URL

      http://www.qbic.riken.jp/csd/ja/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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