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MTCLタンパク質群による微小管集合構造制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03228
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44010:細胞生物学関連
研究機関横浜市立大学

研究代表者

鈴木 厚  横浜市立大学, 生命医科学研究科, 教授 (00264606)

研究分担者 仁田 亮  神戸大学, 医学研究科, 教授 (40345038)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021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)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2019年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード微小管 / ゴルジ体 / 架橋 / 細胞運動 / 方向性 / 極性 / MTCL1 / MTCL2 / microtubule / crosslink / stabilization / golgi / CLASP / giantin / cell polarity / axon initial segment / Golgi / polarity / 細胞極性 / 中心体 / クライオ電子顕微鏡 / コイルドコイル / 会合 / 集合構造 / 安定化 / リン酸化
研究開始時の研究の概要

微小管は、細胞の形態や小胞輸送、さらには染色体分配に必須な役割を果たす非常に重要な細胞内線維構造である。しかし、この線維を安定に形成させ、さまざまな集合構造に組織化する機構についてはいまだ多くが不明である。本研究では、申請者が発見した微小管制御タンパク質群、MTCLsの解析をさらに進めることによって、これまで知られていなかった全く新しい微小管安定化機構が存在することを証明する。また、微小管集合構造のの組織化がゴルジ体を足場にして起こっているという仮説、および、細胞極性キナーゼによるリン酸化によって制御されているという仮説についても検証を進める。

研究成果の概要

私たちの身体を構成する細胞は、それぞれ固有の働きを果たすために、多様な形態を示している。これは、物質の運搬のレールとして働いたり形を支えたりしている細胞内の線維構造・細胞骨格の働きに大きく依存している。本研究においては、そうした細胞骨格の一つ、微小管の集合構造を制御する新しいタンパク質群、MTCLタンパク質群の研究を発展させた。特に本研究ではMTCL2の研究を進め、この分子がゴルジ体という細胞小器官を足場にしながら微小管の架橋・束化に働くことを通じて、細胞運動の方向性の維持に必要な微小管の非対称な組織化に働いてい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

これまで微小管の架橋に働くタンパク質はほとんど知られていなかった。こうした働きを有する、かつ、全く新しいタイプの微小管制御タンパク質ファミリーの存在を明らかにした学術的意義は非常に大きい。すでに我々は、MTCL1が小脳プルキンエ細胞の軸索の形成・機能に必須であり、その欠損が運動失調を引き起こすことを示している。一方、本研究に付随しては、MTCL2が小脳顆粒細胞の樹状突起の形成に重要な役割を果たしていることが明らかなっている。このように、本研究の成果は、神経変性疾患をはじめとした多様なヒト疾患の原因解明にもつながる重要な社会的意義を有している。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (10件)

  • [雑誌論文] De novo ATP1A3 variants cause polymicrogyria2021

    • 著者名/発表者名
      Miyatake Satoko、Kato Mitsuhiro、Kumamoto Takuma、Hirose Tomonori、他
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 7 号: 13 ページ: 2368-2368

    • DOI

      10.1126/sciadv.abd2368

    • 関連する報告書
      2021 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] <i>De novo ARF3</i> variants cause neurodevelopmental disorder with brain abnormality2021

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto M、Sasaki K、Sugie A、Nitta Y、Kimura T、G?rsoy S、Cinleti T、Iai M、Sengoku T、Ogata K、Suzuki A、Okamoto N、Iwama K、Tsuchida N、Uchiyama Y、Koshimizu E、Fujita A、Hamanaka K、Miyatake S、Mizuguchi T、Taguri M、Ito S、Takahashi H、Miyake N、Matsumoto N
    • 雑誌名

      Human Molecular Genetics

      巻: 31 号: 1 ページ: 69-81

    • DOI

      10.1093/hmg/ddab224

    • 関連する報告書
      2021 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] Phosphorylation and dephosphorylation of Ser852 and Ser889 control the clustering, localization and function of PAR32020

    • 著者名/発表者名
      Yamashita Kazunari、Mizuno Keiko、Furukawa Kana、Hirose Hiroko、Sakurai Natsuki、Masuda-Hirata Maki、Amano Yoshiko、Hirose Tomonori、Suzuki Atsushi、Ohno Shigeo
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 22

    • DOI

      10.1242/jcs.244830

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 微小管制御タンパク質、MTCL2は、小脳顆粒細胞の樹状突起形成に重要な役割を果たす2021

    • 著者名/発表者名
      峯川麻里、鈴木厚
    • 学会等名
      第73回 日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゴルジ膜上で非対称な微小管ネットワークの組織化に働く新しい微小管制御タンパク質、MTCL2の研究2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木厚、松岡理沙
    • 学会等名
      第73回 日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゴルジ体近傍に集積する微小管ネットワークはER-Golgi初期輸送を負に制御している2021

    • 著者名/発表者名
      藤野慈乃、鈴木厚
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ゴルジ結合性微小管制御タンパク質MTCL2は、小脳顆粒細胞の樹状突起形成を制御している2021

    • 著者名/発表者名
      峯川麻里、鈴木厚
    • 学会等名
      第44回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] MTCL2はゴルジ膜上で微小管を非対称に組織化することを通じて、細胞極性に働く2020

    • 著者名/発表者名
      鈴木厚
    • 学会等名
      第72回 日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小管架橋因子、MTCL2のゴルジ体局在化機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      松岡理沙、小林菜月、鈴木厚
    • 学会等名
      第72回 日本細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小管架橋因子、MTCL2のゴルジ膜局在化機構の研究2020

    • 著者名/発表者名
      松岡理沙、水野苑子、鈴木厚
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 微小管制御タンパク質、MTCL2の小脳顆粒細胞における発現と局在2020

    • 著者名/発表者名
      峯川麻里、鈴木厚
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] MTCL2 is a new Golgi-resident microtubule-regulating protein, essential for organizing asymmetric microtubule network2020

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Suzuki, Risa Matsuoka, Sonoko Mizuno
    • 学会等名
      米国細胞生物学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 新規MTCLタンパク質パラログ、MTCL3の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      鈴木 厚
    • 学会等名
      日本細胞生物学会 第71回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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