細胞運動の調節における小胞輸送と細胞骨格リモデリングの共役

• 研究課題/領域番号: 22390013
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 中山 和久 京都大学, 大学院・薬学研究科, 教授 (40192679)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2012年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2010年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
• キーワード: メンブレントラフィック / 小胞輸送 / 細胞骨格 / 細胞運動 / 細胞分裂 / 低分子量GTPase / 細胞質分裂 / Arfaptin / Arl1 / Rac1 / BARドメイン

研究概要

本研究では、Arl1 と Rac1 の共通のエフェクターである Arfaptin が、Arl1 によってゴルジ体トランス領域の膜上にリクルートされ、 Arl1 依存的に膜の変形を引き起こし、最終的に管状構造の輸送中間体の形成に関与することを明らかにした。一方、このような Arfaptin の機能には Rac1 は関与しなかった。また、本研究では Arfaptin と Arl1 の複合体の X 線結晶構造を解明し、Arl1 による Arfaptin の膜へのリクルートの分子基盤を明らかにした。一方、Arf6 がMKLP1(MgcRacGAP と複合体を形成する)と相互作用することによってフレミングボディーにリクルートされ、細胞質分裂を調節することを示した。 さらに、 Arf6-MKLP1 の X 線結晶構造を解明し、MKLP1 による Arf6 のリクルートの分子基盤を明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] EFA6 activates Arf6 and participates in its targeting to the Flemming body during cytokinesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Ueda T, Hanai A, Takei T, Kubo K, Ohgi M, Sakagami H, Takahashi S, Shin HW, Nakayama K
  • 雑誌名: FEBS Lett 巻: 583 号: 11 ページ: 1617-1623
  • DOI: 10.1016/j.febslet.2013.03.042
  • NAID: 120005293580
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitosis-Coupled, Microtubule-Dependent Clustering of Endosomal Vesicles around Centrosomes (2013)
  • 著者名/発表者名: Takatsu, H., Katoh, Y., Ueda, T., Waguri, S., Murayama, T., Takahashi, S., Shin, H.-W. &Nakayama, K.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 38 号: 1 ページ: 31-41
  • DOI: 10.1247/csf.12028
  • NAID: 130004053889
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] ARF1 and ARF3 Are Required for the Integrity of Recycling Endosomes and the Recycling Pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Kondo, Y., Hanai, A., Nakai, W., Katoh, Y.,Nakayama, K. & Shin, H.-W.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 37 号: 2 ページ: 141-154
  • DOI: 10.1247/csf.12015
  • NAID: 130004137585
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for membrane binding specificity of the Bin/Amphiphysi n/Rvs (BAB) domain of Arfaptin-2 determined by Aril GTPase. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, et al
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 287 号: 30 ページ: 25478-25489
  • DOI: 10.1074/jbc.m112.365783
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab11 regulates exocytosis of recycling vesicles at the plasma membrane. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Kubo, K., Waguri, S., Yabashi, A., Shin, H.-W., Katoh, Y. & Nakayama, K.
  • 雑誌名: J. Cell Sci., 1 巻: 125 ページ: 4049-4057
  • DOI: 10.1242/jcs.102913
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for Arf6-MKLP1complex formation on the Flemming body responsible for cytokinesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Makyio, H., Ohgi, M., Takei, T., Takahashi, S., Takatsu, H., Katoh, Y., Hanai, A., Ueda, T., Kanaho, Y., Xie, Y., Shin, H.-W., Kamikubo, H., Kataoka, M., Kawasaki, M., Kato, R., Wakatsuki, S. & Nakayama, K.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 31 号: 11 ページ: 2590-2603
  • DOI: 10.1038/emboj.2012.89
  • NAID: 120004161052
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shigella targets epithelial tricellular junctions to spread between cells via a noncanonical clathrin-dependent endocytic pathway. (2012)
  • 著者名/発表者名: Makoto Fukumatsu
  • 雑誌名: Cell Host & Microbe 巻: 11 号: 4 ページ: 325-336
  • DOI: 10.1016/j.chom.2012.03.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Restriction of Mast Cell Proliferation through Hyaluronan Synthesis by Co-cultured Fibroblasts (2012)
  • 著者名/発表者名: Takano H, Furuta K, Yamashita K, Sakanaka M, Itano N, Gohda E, Nakayama K, Kimata K, Sugimoto Y, Ichikawa A., Tanaka S.
  • 雑誌名: Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ＆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｂｕｌｌｅｔｉｎ 巻: 35 号: 3 ページ: 408-412
  • DOI: 10.1248/bpb.35.408
  • NAID: 130001872324
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • 査読あり
• [雑誌論文] GBF1-Arf-COPI-ArfGAP-mediated Golgi-to-ER Transport Involved in Regulation of Lipid Homeostasis (2011)
  • 著者名/発表者名: Takashima, K., Saitoh, A., Hirose, S., Nakai, W., Kondo, Y., Takasu, Y., Kakeya, H., Shin, H.-W. & Nakayama, K8.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 36 号: 2 ページ: 223-235
  • DOI: 10.1247/csf.11035
  • NAID: 130004137571
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] ATP9B, a P4-ATPase (a putative aminophospholipid translocase), localizes to the trans-Golgi network in a CDC50-independent manner. (2011)
  • 著者名/発表者名: Takatsu, H., Baba, K., Shima, T., Umino, H., Kato, U., Umeda, M., Nakayama, K. & Shin, H.-W.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 号: 44 ページ: 38159-38167
  • DOI: 10.1074/jbc.m111.281006
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct roles of Rab11 and Arf6 in the regulation of Rab11-FIP3/Arfophilin-1 localization in mitotic cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Takei, T., Koga, H., Takatsu,H., Shin, H.-W. & Nakayama, K.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 16 号: 9 ページ: 938-950
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2011.01538.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arfaptins are localized to the trans-Golgi by interaction with Arl1, but not Arfs. (2011)
  • 著者名/発表者名: Man, Z., Kondo, Y., Koga, H., Umino, H., Nakayama, K. & Shin, H.-W.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 286 号: 13 ページ: 11569-11578
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.201442
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arfaptins Are Localized to the trans-Golgi by Interaction with Arll, but Not Arfs (2011)
  • 著者名/発表者名: Man, Z., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 巻: 286 ページ: 11569-11578
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Cross-Talk between Rab14 and Rab4 through a Dual Effector, RUFY1/Rabip4 (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, H., et al.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 巻: 21 ページ: 2746-2755
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞分裂におけるメンブレントラフィックの役割:細胞生物学と構造生物学の融合研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山和久
  • 学会等名: 第1回物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 細胞分裂時のオルガネラの分配の調節. (2011)
  • 著者名/発表者名: 中山和久
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナー「生命科学を支えるオルガネラ研究の新展開」
  • 発表場所: 豊中
  • 年月日: 2011-09-30
• [学会発表] ゴルジ体に局在する低分子量 GTPase ARF の機能の再考 (2011)
  • 著者名/発表者名: 申 惠媛、中井和香、近藤由美香、花井綾子、中山和久
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-23
• [学会発表] Mitosis-Coupled Sequestration of Recycling Endosomes around Spindle Pole Centrosomes (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K., Takatsu, H., Ueda, T., Waguri, S., Takahashi, S., Kondo, Y. & Shin, H.-W.
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会シンポジウム
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-09
• [学会発表] Regulation of Arf6 and Rab11 during cell division. FASEB Summer Research Conference (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K
  • 学会等名: Arf Family G Proteins
  • 発表場所: Carefree, Arizona, USA.
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Regulation of Membrane Traffic by Arf6 and Rabl1 during cell division (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakayama, K.
  • 学会等名: FASEB Summer Research Conference, "Arf Family G Proteins"
  • 発表場所: Carefree, Arizona, USA
  • 年月日: 2010-08-18
• [学会発表] Visualization of endocytic and recycling pathways using fluorescent protein-tagged Rab5, Rab4 andRab11 in living cells.
  • 著者名/発表者名: Ono, N., Katoh, Y., Takahashi, S. & Nakayama, K
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] Functional analysis of Arf small GTPases during cytokinesis.
  • 著者名/発表者名: Hanai, A., Ueda, T., Ohgi, M., Takei, T. & Nakayama, K.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] Rab11, the Exocyst complex and SNAREs regulate tethering/fusion of recycling endosomal vesicles with the plasma membrane.
  • 著者名/発表者名: Kubo, K., Takahashi, S., Katoh, Y. & Nakayama, K.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [学会発表] Rab11、Exocyst 複合体、およびSNAREタンパク質による輸送小胞の細胞膜との 繋留／融合過程の調節
  • 著者名/発表者名: 久保慶治，高橋千絵，加藤洋平，中山和久
  • 学会等名: ファーマ・バイオフォーラム2012
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
• [学会発表] 細胞質分裂におけるArfファミリータンパク質の機能の解析
  • 著者名/発表者名: 花井綾子，上田智子，正親美菜子，武井朋美，中山和久
  • 学会等名: ファーマ・バイオフォーラム2012
  • 発表場所: 九州大学（福岡県）
• [学会発表] トランス フェリンのリサイクリング過程のRab11とExocyst繋留 複合体による調節
  • 著者名/発表者名: 高橋千絵、久保慶治、加藤洋平、中山和久
  • 学会等名: フォーラム2012：衛生薬学・環境トキシ コロジー
  • 発表場所: 名古屋観光ホテル（愛知県）
• [学会発表] 生体膜の非対称性を制御するP4-ATPaseの膜輸送にお ける機能
  • 著者名/発表者名: 申惠媛、高津宏之、海野寛之、満智秋、馬場啓子、中山和久
  • 学会等名: 第34回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学薬学部（京都府）
• [学会発表] 細胞分裂時における リサイクリングエンドソーム膜のライブイメージング
  • 著者名/発表者名: 加藤洋平、高津宏之、中山和久
  • 学会等名: 第34回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 京都大学薬学部（京都府）
• [学会発表] ゴルジ体-小胞体間のタンパク質輸送による脂肪滴形成の調節
  • 著者名/発表者名: 高島皓平、齋藤明奈、廣瀬祥平、申惠媛、中山和久
  • 学会等名: 第 85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
• [学会発表] 生体膜の脂質非対称性を調節するP4-ATPaseのゴルジ体以降の小胞輸送経路における機能解析
  • 著者名/発表者名: 海野寛之、高津宏之、中山和久、申惠媛
  • 学会等名: 第85回日本生化学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場（福岡県）
• [学会発表] 細胞分裂におけるメンブレントラフィックの役割：細胞生物学と構造生物学の融合研究
  • 著者名/発表者名: 中山和久
  • 学会等名: 第１回物構研サイエンスフェスタ
  • 発表場所: つくば国際会議場エポカル（茨城県）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞質分裂における低分子量GTPase Arf6の機能の解析
  • 著者名/発表者名: 正親美菜子、武井朋美、高橋千絵、申 惠媛、中山和久
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] Arfaptinの細胞内局在と機能：Arl1依存的なトランスゴルジへの局在とゴルジ体膜の変形
  • 著者名/発表者名: 満 智秋、申 恵媛、中山和久
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] ゴルジ体-小胞体間のタンパク質輸送による脂肪滴形成の調節
  • 著者名/発表者名: 高島皓平、齋藤明奈、申 惠媛、中山和久
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] 細胞内小胞輸送におけるクラスIとクラスIIのARF低分子量GTPaseの機能解析
  • 著者名/発表者名: 中井和香、近藤由美香、齋藤明奈、中山和久、申 惠媛
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] メンブレントラフィックにおけるRab11の細胞内局在と機能．
  • 著者名/発表者名: 高橋千絵、久保慶治、加藤洋平、和栗 聡、中山和久
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学（北海道）
• [学会発表] Rab11とExocyst複合体による輸送小胞の細胞膜との繋留／融合過程の調節
  • 著者名/発表者名: 高橋千絵、久保慶治、加藤洋平、中山和久
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] 脂質二重層の非対称性を調節するP4-ATPaseのメンブレントラフィックにおける役割
  • 著者名/発表者名: 島 孝弘、馬場啓子、高津宏之、海野寛之、中山和久、申 惠媛
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] ゴルジ体-小胞体間のタンパク質輸送による脂肪滴形成の調節
  • 著者名/発表者名: 高島皓平、齋藤明奈、廣瀬祥平、申 惠媛、中山和久
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] メンブレントラフィックにおけるP4-ATPase、ATP9Bの機能解析
  • 著者名/発表者名: 高津宏之、馬場啓子、海野寛之、島 孝弘、中山和久、申 惠媛
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] 細胞分裂時におけるリサイクリングエンドソームのライブセルイメージング．
  • 著者名/発表者名: 加藤洋平、高津宏之、中山和久
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] ゴルジ体に局在する低分子量GTPase ARFの機能の再考
  • 著者名/発表者名: 申 惠媛、中井和香、近藤由美香、花井綾子、中山和久
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都府）
• [学会発表] 細胞分裂時のオルガネラの分配の調節
  • 著者名/発表者名: 中山和久
  • 学会等名: 千里ライフサイエンスセミナー「生命科学を支えるオルガネラ研究の新展開
  • 発表場所: 千里ライフサイエンスセンタービル（大阪府）
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞質分裂における低分子量 GTPase Arf6の局在と機能
  • 著者名/発表者名: 正親美菜子，武井朋美，高橋千絵，申恵媛，中山和久
  • 学会等名: ファーマ・バイオフォーラム2011
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] クラスIとクラスIIの低分子量GTPase Arfの機能解析
  • 著者名/発表者名: 中井和香，近藤由美香，斎藤明奈，中山和久，申恵媛
  • 学会等名: ファーマ・バイオフォーラム2011
  • 発表場所: 東北大学（宮城県）
• [学会発表] 細胞分裂時のトランスフェリン受容体と鉄輸送体DMT1の局在変化
  • 著者名/発表者名: 高津宏之，加藤洋平，上田智子，高橋千絵，申惠媛，中山和久
  • 学会等名: フォーラム2011：衛生薬学・環境トキシコロジー
  • 発表場所: 金沢エクセルホテル東急（石川県）
• [学会発表] 細胞質分裂時のRab11-FIP3/Arfophilin-1の局在調節におけるRab11とArf6の異なる役割
  • 著者名/発表者名: 高橋千絵、武井朋美、古賀裕士、高津宏之、申惠媛、中山和久
  • 学会等名: 第33回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 岡山大学（岡山県）
• [学会発表] Functional analysis of Arf small GTPases during cytokinesis.
  • 著者名/発表者名: Hanai, A., Ueda, T., Ohgi, M., Takei, T. & Nakayama, K
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場（兵庫県）
• [備考]
  • URL: http://www.pharm.kyoto-u.ac.jp/physchem/