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増殖抑制シグナル依存的な一次繊毛形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02398
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関東北大学

研究代表者

水野 健作  東北大学, 生命科学研究科, 名誉教授 (70128396)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2018年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード一次繊毛 / ユビキチン化 / ユビキチンリガーゼ / 繊毛病 / CEP97 / CEP104 / ヘッジホッグ / YAP / 繊毛 / 細胞増殖 / 微小管 / 中心体 / Hedgehog / 細胞周期
研究成果の概要

増殖抑制シグナル依存的な一次繊毛形成の分子機構を解明することを目的として研究を行い、以下の成果を得た。1)増殖抑制シグナルに応答してCEP97が母中心小体から除去されるが、CEP97の分解に関わるユビキチンリガーゼとしてCullin3-RBX1-KCTD10複合体を同定した。2)繊毛病の原因遺伝子の一つであるCEP104について、TOGドメインが微小管重合活性を持つことを解明し、その活性を介して、軸糸微小管の伸長とHedgehogシグナルの伝達に関与していることを解明した。3)Furryは、NDRの活性化とYAPへの直接結合によって、YAPの細胞質繋留に関与することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一次繊毛は、多くの動物細胞が有する非運動性の繊毛で、ヘッジホッグなどの多様なシグナルを受容するアンテナとして、細胞の増殖・分化や組織の形成・恒常性維持に重要な役割を担っている。一次繊毛の形成不全は嚢胞腎、網膜変性など繊毛病とよばれる多様な疾患の原因となることが知られており、一次繊毛形成機構の解明は発生学的にも医学的にも重要な課題である。本研究では、一次繊毛形成の初期過程で重要な役割を担っているCEP97の分解機構とCEP104の微小管制御機構について新たな知見を得た。これらの成果は、一次繊毛形成の重要な機構を解明したものであり、基礎生物学の進展だけでなく医学分野にも貢献すると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Roles of TOG and jelly-role domains of centrosomal protein CEP104 in its functions in cilium elongation and Hedgehog signaling.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazoe, T., Nagai, T., Umeda, S., Sugaya, Y., and Mizuno, K.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 295 号: 43 ページ: 14723-14736

    • DOI

      10.1074/jbc.ra120.013334

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Furry protein suppresses nuclear localization of yes-associated protein (YAP) by activating NDR kinase and binding to YAP2020

    • 著者名/発表者名
      Irie, K., Nagai, T., and Mizuno, K.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem.

      巻: 295 号: 10 ページ: 3017-3028

    • DOI

      10.1074/jbc.ra119.010783

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cullin-3-KCTD10-mediated CEP97 ubiquitination promotes primary cilium formation.2018

    • 著者名/発表者名
      Nagai, T., Mukoyama, S., Kagiwada, H., Goshima, N., and Mizuno, K.
    • 雑誌名

      J. Cell Sci.

      巻: 133 号: 24

    • DOI

      10.1242/jcs.219527

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 微小管 アセチル化、脱アセチル化2018

    • 著者名/発表者名
      永井友朗、水野健作
    • 雑誌名

      医学書院

      巻: 69 (5) ページ: 484-485

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 一次繊毛形成におけるCEP97の分解機構2019

    • 著者名/発表者名
      入江和樹、永井友朗、向山祥帆、鍵和田晴美、五島直樹、水野健作
    • 学会等名
      第71回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cullin3-KCTD10複合体によるCEP97の分解は増殖抑制依存的な一次繊毛形成を促進する2019

    • 著者名/発表者名
      永井 友朗、向山 祥帆、水野 健作
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 一次繊毛形成時のCEP97のユビキチン化における14-3-3タンパク質の関与2019

    • 著者名/発表者名
      入江 和樹、菅野 新一郎、永井 友朗、水野 健作
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Cullin3-KCTD10-mediated CEP97 degradation is crucial for serum-starvation-induced ciliogenesis.2019

    • 著者名/発表者名
      Mizuno, K.
    • 学会等名
      Gordon Research Conference "Cilia, mucus and mucociliary interactions"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] 東北大学大学院生命科学研究科 情報伝達分子解析分野

    • URL

      http://www.biology.tohoku.ac.jp/lab-www/mizuno_lab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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