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核ラミナが核膜孔の分布を制御する分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K21178
補助金の研究課題番号 18H06045 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 0701: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
研究機関東京工業大学

研究代表者

志見 剛  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (60817568)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードLamina / lamin / Nuclear pore complex / Nucleoporin / Laminopathies / 核ラミナ / ラミン / 核膜孔複合体 / ヌクレオポリン / 核膜孔
研究開始時の研究の概要

動物細胞の核膜では、ラミナと核膜孔が構造的に繋がっている。ラミナの主要な構造タンパク質であるラミンは、Lamin A/C、Lamin B1 ならびにLamin B2 によって構成され、核膜孔を構成するヌクレオポリンと結合する。本研究では、『Lamin A/C とLamin B1 は、特定のヌクレオポリンとの結合を介して核膜孔の分布を制御する』という作業仮説に基づき、ラミナと核膜孔を構造的に繋げるヌクレオポリンを特定し、これらのヌクレオポリンが結合するLamin A/C とLamin B1 の領域を同定する。

研究成果の概要

核ラミナの網目構造の研究でも用いた、最新のクライオ電子線トモグラフィー法(cryo-ET)とコンピュータービジョンによる3次元構造化照明顕微鏡法(3D-SIM)によって、核膜孔複合体とラミンの結合を定量解析した。その結果、核膜孔複合体は、ラミンのファイバー構造に沿って分布していること、LA/CとLB1を含むファイバー構造が核膜孔複合体の正常な分布に必要であること、ELYSが核膜孔複合体とラミンのファイバー構造の結合に重要な役割を果たしていることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ラミンと核膜孔複合体の結合は、それぞれの構造と機能に働きかける局所場であり、本研究でこの結合について定量解析をおこなったことは、細胞生理学的な意義が極めて大きいと考えられる。今回の成果は今後、心筋症、筋ジストロフィー、早老症に代表される、ラミンの変異を原因とする遺伝病(ラミノパシー)の分子レベルでの解明につながると期待される。

報告書

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

    (20件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (12件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 2件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Dept. of Cell and Developmental Biology/Feinberg School of Medicine/Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biophysics/UT Southwestern Medical Center(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Embryology/Carnegie Institution for Science(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biochemistry/University of Zurich, Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Cell and Developmental Biology/Feinberg School of Medicine/Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biophysics/UT Southwestern Medical Center(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Embryology/Carnegie Institution for Science(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biochemistry/University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Cell and Developmental Biology/Feinberg School of Medicine/Northwestern University(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biophysics/UT Southwestern Medical Center(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Embryology/Carnegie Institution for Science(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] Dept. of Biochemistry/University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Adaptive-Resolution Multi-Orientation Analysis of Complex Filamentous Network Images2020

    • 著者名/発表者名
      Mark Kittisopikul, Amir Vahabikashi, Takeshi Shimi, Robert D. Goldman, Khuloud Jaqaman
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 36 号: 20 ページ: 5093-5103

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btaa627

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Nuclear Lamins A/C and B1 Provide a Structural Framework That Organizes and Anchors Nuclear Pore Complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Kittisopikul Mark、Shimi Takeshi、Tatli Meltem、Tran Joseph R.、Zheng Yixian、Medalia Ohad、Jaqaman Khuloud、Adam Stephen A.、Goldman Robert D.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.04.03.022798

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A mosaic of old and young nucleoporins2019

    • 著者名/発表者名
      Shimi Takeshi、Kimura Hiroshi
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 218 号: 2 ページ: 385-386

    • DOI

      10.1083/jcb.201811170

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Adaptive-Resolution Multi-Orientation Analysis of Complex Filamentous Network Images2019

    • 著者名/発表者名
      Kittisopikul Mark、Vahabikashi Amir、Shimi Takeshi、Goldman Robert D.、Jaqaman Khuloud
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/757005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡トモグラフィーと超解像度顕微鏡による核ラミンー核膜孔間の相互作用の解明2019

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimi, Mark Kittisopikul, Stephen A. Adam, Yixian Zheng, Khuloud Jaqaman, Robert D. Goldman
    • 学会等名
      第42回分子生物学会・年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Elys anchors the Nuclear Pore Complex to Nuclear Lamins2019

    • 著者名/発表者名
      M. Kittisopikul, T. Shimi, M. Tatli, S.A. Adam, Y. Zheng, O. Medalia, K. Jaqaman, R.D. Goldman
    • 学会等名
      ASCB/EMBO 2019 Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nuclear lamins provide a structural framework that anchors nuclear pore complexes2018

    • 著者名/発表者名
      Mark Kittisopikul, Takeshi Shimi, Stephen A Adam, Yixian Zheng, Khuloud Jaqaman, Robert D Goldman
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory for the Nuclear Organization & Function meeting
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 核ラミナによる核膜孔複合体の分布を制御する分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Shimi, Mark Kittisopikul, Stephen A. Adam, Yixian Zheng, Khuloud Jaqaman, Robert D. Goldman
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ・第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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