新規遺伝子Hoatzinを介した運動繊毛形成機構の解析

• 研究課題/領域番号: 18K06824
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分48010:解剖学関連
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 成田 啓之 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (50452131)
• 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: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 運動繊毛 / 上衣細胞 / RNA-seq / 多繊毛形成 / 繊毛 / 解糖系 / エノラーゼ / ATP / 分娩停止 / 不妊症 / 水頭症

研究成果の概要

新規運動繊毛関連分子HOATZINの分子機能解明を目指し結合タンパク質の探索を行った結果、有力候補としてチュブリンや熱ショックタンパク質、解糖系酵素などを同定した。その後の解析の結果、HOATZは解糖系酵素のプロセシングに関与する分子シャペロンとして機能している可能性が考えられた。
野生型マウスの未成熟な多繊毛上皮細胞を透過型電顕観察した結果、従来精子細胞でのみ記述されていた特殊な繊毛形成機構が多繊毛上皮細胞でもひろく機能している可能性を見出した。
CFAP70の機能解析を行った結果、これが運動繊毛のODA基部にあってその機能を調節する軸糸結合タンパク質であ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

これらの研究成果の学術的意義は脳の恒常性維持、呼吸器の免疫機能、そして生殖に極めて重要な役割を果たしている運動繊毛がどのようにして作られ機能しているかについて、その一端を明らかにしたという点にある。社会的意義としては運動繊毛の異常が原因で生じる水頭症や呼吸器感染症、そして不妊の原因解明と根本的治療法開発につながるという点が挙げられる。

研究成果

• [雑誌論文] Ultrastructural evidence for an unusual mode of ciliogenesis in mouse multiciliated epithelia (2020)
  • 著者名/発表者名: Narita Keishi、Takeda Sen
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 1 Dec 号: 3 ページ: 308-315
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfaa074
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Discovery of a Vertebrate-Specific Factor that Processes Flagellar Glycolytic Enolase during Motile Ciliogenesis (2020)
  • 著者名/発表者名: Narita Keishi、Nagatomo Hiroaki、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Takeda Sen
  • 雑誌名: iScience 巻: 23 号: 4 ページ: 100992-100992
  • DOI: 10.1016/j.isci.2020.100992
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hypercholesterolemia negatively influences morphology and molecular markers of epithelial cells within the choroid plexus in rabbits (2020)
  • 著者名/発表者名: Obata Fumiko、Narita Keishi
  • 雑誌名: Fluids and Barriers of the CNS 巻: 17 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1186/s12987-020-0175-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Dynamic Changes in Ultrastructure of the Primary Cilium in Migrating Neuroblasts in the Postnatal Brain (2019)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto Mami、Sawada Masato、Garcia-Gonzalez Diego、Herranz-Perez Vicente、Ogino Takashi、Bang Nguyen Huy、Quynh Thai Truc、Narita Keishi、Kumamoto Natsuko、Ugawa Shinya、Saito Yumiko、Takeda Sen、Kaneko Naoko、Khodosevich Konstantin、Monyer Hannah、Garcia-Verdugo Jose Manuel、Ohno Nobuhiko、Sawamoto Kazunobu
  • 雑誌名: The Journal of Neuroscience 巻: 39 号: 50 ページ: 9967-9988
  • DOI: 10.1523/jneurosci.1503-19.2019
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Arima syndrome caused by CEP290 specific variant and accompanied with pathological cilium; clinical comparison with Joubert syndrome and its related diseases (2018)
  • 著者名/発表者名: Itoh M, Ide S, Iwasaki Y, Saito T, Narita K, Dai H, Yamakura S, Furue T, Kitayama H, Maeda K, Takahashi E, Matsui K, Goto YI, Takeda S, Arima M
  • 雑誌名: Brain & development 巻: 40 号: 4 ページ: 259-267
  • DOI: 10.1016/j.braindev.2017.11.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFAP70 Is a Novel Axoneme-Binding Protein That Localizes at the Base of the Outer Dynein Arm and Regulates Ciliary Motility. (2018)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Transport Across the Choroid Plexus: How to Culture Choroid Plexus Cells and Establish a Functional Assay System (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeda Sen、Narita Keishi
  • 雑誌名: Neuromethods 巻: 142 ページ: 163-173
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-8946-1_9
  • ISBN: 9781493989454, 9781493989461
• [学会発表] Ultrastructural evidence for an unusual mode of ciliogenesis in mouse multiciliated epithelia (2021)
  • 著者名/発表者名: Narita Keishi
  • 学会等名: 第126回 日本解剖学会
• [学会発表] Hoatzin is a vertebrate-specific gene involved in motile ciliogenesis by mediating the processing of flagellar glycolytic enzyme (2019)
  • 著者名/発表者名: Keishi Narita, Hiroaki Nagatomo, Hiroko Kozuka-Hata, Masaaki Oyama, and Sen Takeda
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia meeting
  • 国際学会
• [学会発表] Functional characterization of a novel cilia-related gene, Hoatzin, unveils the presence of distinct, tissue-specific mechanisms for motile ciliogenesis (2018)
  • 著者名/発表者名: Keishi Narita, Hiroaki Nagatomo, Sen Takeda
  • 学会等名: 日本細胞生物学会
• [学会発表] 新規外腕ダイニン調節分子CFAP70のドメイン解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 成田 啓之, 社本 憲俊, 久保 智広, 小田 賢幸, 竹田 扇
  • 学会等名: 日本解剖学会