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細胞膜リン脂質スクランブラーゼXkr4の活性制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06486
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43010:分子生物学関連
研究機関京都大学

研究代表者

圓岡 真宏  京都大学, 高等研究院, 特定助教 (70736412)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードスクランブラーゼ / リン脂質 / Xkr4 / "eat-me" signal / CRISPR / XRCC4 / CRIPSR
研究開始時の研究の概要

本研究では、Xkr4の活性化因子をCRISPR/Cas9ライブラリーを改変した新規の機能的スクリーニングにより同定したので、それによるXkr4の活性制御機構を解明する。また、Xkr4とその制御因子の遺伝子改変マウスの解析を行い、Xkr4の生理的役割を明らかにする。本研究の成果は、PSの露出に起因する遺伝的疾患などの解明や創薬における新規標的の発見に貢献する。

研究成果の概要

細胞が死に至る過程では、細胞膜の内側に存在するリン脂質であるホスファチジルセリン (PS)が”eat-me”シグナルとして細胞表面に露出されることで、貪食細胞に認識・除去される。研究代表者らは以前にPSの露出に関与する神経特異的スクランブラーゼXkr4を同定したが、その活性化機構は明らかではなかった。本研究ではXkr4の活性化因子を同定するためのスクリーニング法を樹立し、その活性化因子としてXRCC4を同定した。また、その具体的な活性化機構を明らかにするとともに、Xkr4ノックアウトマウスを用いてXkr4の生理的役割を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では神経特異的なスクランブラーゼであるXkr4に着目し、その制御因子としてXRCC4を同定した。脳の発達過程では不要な神経の除去や、神経の不要な一部が除去されることが適切な神経回路の形成に重要であると考えられている。Xkr4はこのような不要部位でeat-meシグナルとしてPSを露出する可能性が考えられる。このことから、本研究の成果は脳の発達を理解するうえで重要な知見となる。また、神経シナプスの過剰形成は発達障害を引き起こすと考えられていることから、本研究の成果はこのような発達障害を理解するうえでも重要な知見となると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Regulation of phospholipid dynamics in brain2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Maruoka, Jun Suzuki
    • 雑誌名

      Neurosci. Res.

      巻: - ページ: 30-37

    • DOI

      10.1016/j.neures.2021.01.003

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Caspase cleavage releases a nuclear protein fragment that stimulates phospholipid scrambling at the plasma membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Maruoka, Panpan Zhang, Hiromi Mori, Eiichi Imanishi, Daniel M Packwood, Hiroshi Harada, Hidetaka Kosako, Jun Suzuki
    • 雑誌名

      Mol Cell

      巻: 81 (7) 号: 7 ページ: 1397-1410

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2021.02.025

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [備考] 不要な細胞の除去機構の発見 -核内因子が直接細胞膜に作用する!-

    • URL

      https://www.icems.kyoto-u.ac.jp/news/3946/

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [産業財産権] Xkr4ポリペプチド、XRCC4ポリペプチド、および目的とする表現型に対応する遺伝子を特定する方法2020

    • 発明者名
      鈴木淳、圓岡真宏、Panpan Zhang
    • 権利者名
      鈴木淳、圓岡真宏、Panpan Zhang
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2020
    • 取得年月日
      2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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