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キリンのキネシンは速いのか? ~軸索輸送の速度進化の検証~

研究課題

研究課題/領域番号 17K19373
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 細胞レベルから個体レベルの生物学およびその関連分野
研究機関東北大学

研究代表者

丹羽 伸介  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 准教授 (30714985)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2018年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードKIF1A / キネシン / 軸索輸送 / シナプス小胞 / キリン / 速度 / モーター
研究成果の概要

神経細胞の機能は軸索輸送と呼ばれる高速輸送システムによって支えられている。本研究ではキリンのような長い軸索を持つ生物では軸索輸送が高速化しているのではないか?という仮説を検証することを目指した。そのために細胞体から軸索末端までシナプス小胞の材料を輸送するKIF1Aとよばれる分子モーターを解析した。キリンゲノムを解析して得られたキリンKIF1A遺伝子のcDNAを全合成し、それを用いて大腸菌、昆虫細胞で発現し、精製することに成功した。ヒト、線虫、ショウジョウバエのKIF1Aについても解析した。これらをもちいて速度を計測したところ、キリンKIF1AはヒトKIF1Aよりも1.5倍高速であった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

稀少生物由来のタンパク質や酵素は新しい機能を持っている可能性がある。本研究ではゲノム解析と長鎖DNA合成技術を組み合わせて用いることで、生体サンプルの入手が困難な希少生物由来のタンパク質の機能を解析することができることを示した。様々な種由来のKIF1Aとよばれる分子モータータンパク質の速度を計測する実験系を確立し、キリンのような長い軸索を持つ生物では軸索輸送が高速化している可能性を示唆するデータが得られた。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件)

  • [国際共同研究] カリフォルニア大学デイビス校(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] サイモンフレーザー大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] カリフォルニア大学デイビス校(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Combinatorial MAP Code Dictates Polarized Microtubule Transport2020

    • 著者名/発表者名
      Monroy Brigette Y.、Tan Tracy C.、Oclaman Janah May、Han Jisoo S.、Sim? Sergi、Niwa Shinsuke、Nowakowski Dan W.、McKenney Richard J.、Ori-McKenney Kassandra M.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 53 号: 1 ページ: 60-72.e4

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2020.01.029

    • 関連する報告書
      2019 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] Going Too Far Is the Same as Falling Short†: Kinesin-3 Family Members in Hereditary Spastic Paraplegia2019

    • 著者名/発表者名
      Gabrych Dominik R.、Lau Victor Z.、Niwa Shinsuke、Silverman Michael A.
    • 雑誌名

      Frontiers in Cellular Neuroscience

      巻: 13

    • DOI

      10.3389/fncel.2019.00419

    • 関連する報告書
      2019 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] Disease-associated mutations hyperactivate KIF1A motility and anterograde axonal transport of synaptic vesicle precursors2019

    • 著者名/発表者名
      Chiba Kyoko、Takahashi Hironori、Chen Min、Obinata Hiroyuki、Arai Shogo、Hashimoto Koichi、Oda Toshiyuki、McKenney Richard J.、Niwa Shinsuke
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 37 ページ: 18429-18434

    • DOI

      10.1073/pnas.1905690116

    • 関連する報告書
      2019 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] Physical parameters describing neuronal cargo transport by kinesin UNC-1042019

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Kumiko、Matsumoto Shiori、Miyamoto Miki G.、Niwa Shinsuke
    • 雑誌名

      Biophysical Reviews

      巻: 11 号: 3 ページ: 471-482

    • DOI

      10.1007/s12551-019-00548-9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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