| 研究課題/領域番号 |
20K06577
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 名古屋市立大学 (2021-2022)
浜松医科大学 (2020) |
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研究代表者 |
菊島 健児 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(医学), 講師 (50569142)
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| 研究分担者 |
瀬藤 光利 浜松医科大学, 国際マスイメージングセンター, センター長 (20302664)
矢尾 育子 関西学院大学, 理工学部, 教授 (60399681)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 分子モーター / ユビキチンリガーゼ / 軸索輸送 / 神経細胞 / バイオイメージング / モータータンパク質 / キネシン / SCRAPPER / KIF1 / 超解像イメージング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
脳神経内に多く発現するKIF1キネシンモータータンパク質は神経の伸長と維持に重要である。しかし、神経細胞内における局在、活性制御機構に関しては未だに不明な点が多い。我々は、脳内でユビキチン化プロテアソーム系タンパク質分解を担うSCRAPPERがKIF1を選択的に分解し、局在を制御していることを見出した。本研究では、SCRAPPER遺伝子改変マウスと最新の超解像イメージング技術を用い、脳神経内におけるKIF1とSCRAPPERとの相互作用を分子レベルで明らかにする。これはユビキチンプロテアソームがモータータンパク質の局在、ならびに神経極性を制御するという新たな機構を提唱するものである。
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| 研究成果の概要 |
ユビキチンプロテアソームによるタンパク質分解はの様々な細胞機能に重要である。我々はE3ユビキチンリガーゼであるSCRAPPERが神経軸索内輸送を担うモータータンパク質であるKIF1を選択的に分解することを見出した。神経内のどこでKIF1分解が行われているのかを可視化するためオートファジー検出蛍光タンパク質を用いたイメージングを行い、SCRAPPER-KOマウス、ならびにユビキチンプロテアソーム阻害剤を用いた解析により、SCRAPPERが神経細胞内におけるKIF1分布を制御するとともに、神経軸索内輸送を調整している可能性が示唆された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
KIF1は神経内軸索輸送において重要な機能を担っているにもかかわらず、その活性制御や分解過程に関してはほとんど明らかになってはいなかった。我々は、脳内でユビキチン化プロテアソーム系タンパク質分解を担うSCRAPPERがKIF1の選択的な分解を担っており、KIF1は順行性軸索輸送を担った後に、「使い捨てモータータンパク質」としてSCRAPPERにより分解されている可能性を見出した。このことはユビキチンプロテアソームによるタンパク質分解がモータータンパク質の神経内局在、ならびに小胞輸送機構を制御するといった、これまでにない機構を提唱するものである。
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