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ホスホリパーゼCεによる一次線毛退縮制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K16105
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分48010:解剖学関連
研究機関三重大学 (2021)
東京医科歯科大学 (2020)

研究代表者

稲葉 弘哲  三重大学, 医学系研究科, 講師 (80791334)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード一次線毛 / PLCε / カルシウムシグナル / 細胞周期 / ホスホリパーゼC
研究開始時の研究の概要

一次線毛はほぼ全ての細胞で細胞周期静止期(G0期)に形成されるアンテナ様の構造物で、物理的・化学的刺激を受容し、細胞の増殖・分化・極性を制御している。近年、一次線毛退縮制御因子は数多く明らかとなってきたが、成長因子受容体から一次線毛退縮装置へどのように情報伝達されるかは明らかにされていない。最近我々は受容体直下で機能し、カルシウムシグナルなど細胞内の様々なシグナルを制御するホスホリパーゼC(PLC)εが一次線毛退縮に必須であることを見出した。そこで本研究では一次線毛退縮におけるPLCεの機能解析を通じて、成長因子の受容により一次線毛が退縮する分子機構の全容解明を目指す。

研究成果の概要

本研究では、ホスホリパーゼC(PLC)εの一次線毛退縮における機能解析を通じて、増殖シグナルによる一次線毛が退縮する分子機構の全容解明を目指した。
PLCεは血清中のリゾホスファチジン酸(LPA)により活性化され、カルシウムオシレーションを起こすことが明らかとなった。また、AktやMAPKなどの増殖シグナルの持続的活性化もPLCεが担っていることが分かった。カルシウムイオノフォアによる持続的なカルシウムシグナルは一次線毛を退縮させることに十分であり、PLCεは受容体直下でこの機能を果たすと考えられた。今後、カルシウムシグナルの標的基質について検討する必要がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一次線毛は、細胞静止期に形成される微小管を骨格としたアンテナ様の構造物で、細胞の増殖や分化・極性などを制御している。細胞が増殖シグナルを受容した際に一次線毛が退縮することは、正常な細胞周期の進行において重要である。
しかし、その形成に関わる分子機構に比べ、退縮の分子機構は多くが未解明である。退縮におけるカルシウムシグナルの重要性はこれまで示唆されていたが、カルシウムオシレーションについては報告されておらず、今回初めて明らかとなった。その生理的な意義については今後さらなる研究が必要である。また、PLCεは一次線毛の退縮と同時に細胞の増殖も制御している可能性があり、今後検討したい。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] 低分子量Gタンパク質の光遺伝学による操作と細胞内機能の観察2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉弘哲, 中田隆夫
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 56 ページ: 59-63

    • NAID

      130008086752

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optogenetic control of small GTPases reveals RhoA mediates intracellular calcium signaling2021

    • 著者名/発表者名
      Inaba Hironori、Miao Qianqian、Nakata Takao
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 296 ページ: 100290-100290

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.100290

    • 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
  • [学会発表] 光遺伝学によるRhoA/Rac1クロストークの時空間解析2022

    • 著者名/発表者名
      Qianqian Miao, 稲葉弘哲, 中田隆夫
    • 学会等名
      第127回日本解剖学会総会・全国学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 低分子量Gタンパク質の光遺伝学的制御により明らかとなったRhoAによる細胞内カルシウムシグナル制御2021

    • 著者名/発表者名
      稲葉弘哲、 ミャオセイセイ、 中田隆夫
    • 学会等名
      第126回日本解剖学会総会・全国学術集会 / 第98回日本生理学会大会 合同大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 光遺伝学を用いた低分子量Gタンパク質によるPLCε活性制御機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      稲葉弘哲、中田隆夫
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Optogenetic control of small GTPases reveals RhoA-mediated intracellular calcium signaling.2020

    • 著者名/発表者名
      Hironori Inaba, Qianqian Miao, Takao Nakata.
    • 学会等名
      Cell Bio Virtual 2020 - An Online ASCB/EMBO Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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