| 研究課題/領域番号 |
19H00980
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
中山 和久 京都大学, 薬学研究科, 教授 (40192679)
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| 研究分担者 |
申 惠媛 京都大学, 薬学研究科, 准教授 (10345598)
加藤 洋平 京都大学, 薬学研究科, 連携教授 (90568172)
原田 彰宏 大阪大学, 大学院医学系研究科, 教授 (40251441)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
45,500千円 (直接経費: 35,000千円、間接経費: 10,500千円)
2023年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2022年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2021年度: 7,280千円 (直接経費: 5,600千円、間接経費: 1,680千円)
2020年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
2019年度: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円)
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| キーワード | 繊毛 / タンパク質複合体 / タンパク質輸送 / 繊毛病 / 繊毛内タンパク質輸送 / タンパク質間相互作用 / CRISPR/CAS9システム / CRISPR/Cas9システム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、①IFT装置やTZを構成する巨大タンパク質複合体の構築様式の全体像を解明するとともに、②IFT装置やTZの構成タンパク質の繊毛病型変異と構築様式の異常の相関を解明する。さらに、構成タンパク質のノックアウト細胞や繊毛病型変異を有するノックイン細胞の表現型解析を行うことによって、③IFT装置やTZの異常に起因する繊毛病発症の細胞レベルでの基盤の解明を目指す。このような構築様式と機能の相関に関する研究によって、これまではブラックボックスであった遺伝子型（分子レベル）と表現型（細胞レベル）を明確に関連付けて、繊毛病発症の分子基盤に迫る。
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| 研究実績の概要 |
繊毛内の逆行性タンパク質輸送を駆動するダイニン２複合体が、IFT-B複合体の積荷として繊毛先端へと順行輸送される分子基盤を昨年度までに明らかにしていた。特に、IFT-B複合体のうちのIFT-B2サブ複合体のサブユニットIFT54とIFT57、ダイニン2複合体のサブユニットWDR60とDYNC2H1-DYNC2LI1二量体との間の相互作用が、ダイニン２がIFT-B複合体の積荷となって順行輸送されるために重要であることを示していた。
本年度は、IFT54のノックアウト（KO）細胞を作製して、そこにIFT54のさまざまな変異体（ダイニン2複合体のサブユニットと結合できないものなど）を発現させて解析することによって、繊毛内タンパク質輸送においてIFT54とダイニン２複合体のサブユニットとの間の相互作用が果たす役割を明らかにした。これらの解析結果は、ダイニン２複合体のサブユニットの変異に起因する骨格系繊毛病の発症の分子基盤の理解にもつながるものであった。
一方、骨格系繊毛病を引き起こすIFT-B複合体のサブユニットIFT81の変異が、細胞レベルではBardet-Biedl症候群様の繊毛異常を引き起こすことを、IFT81のKO細胞を作製して、骨格系繊毛病患者の変異を有するIFT81を発現させる実験によって明らかにした。IFT81はIFT-B複合体中でIFT74と二量体を形成し、さらにIFT25-IFT27二量体と相互作用するが、IFT81変異の異常表現型は、IFT74の変異およびIFT27の変異に起因するBardet-Biedl症候群の繊毛の異常表現型と類似していた。IFT81とIFT74のどちらの場合にも、IFT25-IFT27二量体との結合に必要な領域が欠失することが、Bardet-Biedl症候群様の繊毛異常をもたらすと考えられた。これらの解析結果も、繊毛病発症の分子基盤の理解につながるものであった。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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