中心体に依存しない微小管による細胞構築の研究

• 研究課題/領域番号: 25221104
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 竹市 雅俊 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00025454)
• 研究協力者: 戸谷 美夏 ; 窪田 杏子 ; 田中 慶利 ; 木村 俊哉 ; バリサ ポングラカナノン ; 斉藤 弘子 ; シルバン イベル ; 川崎 美和
• 研究期間 (年度): 2013-05-31 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 215,800千円 (直接経費: 166,000千円、間接経費: 49,800千円); 2017年度: 40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円); 2016年度: 40,560千円 (直接経費: 31,200千円、間接経費: 9,360千円); 2015年度: 44,590千円 (直接経費: 34,300千円、間接経費: 10,290千円); 2014年度: 44,200千円 (直接経費: 34,000千円、間接経費: 10,200千円); 2013年度: 45,890千円 (直接経費: 35,300千円、間接経費: 10,590千円)
• キーワード: 微小管 / 細胞構築 / 細胞構造・機能 / 細胞骨格・運動 / 細胞極性 / CAMSAP3 / キネシン / KIFC3 / USP47 / カドヘリン / 上皮細胞

研究成果の概要

微小管マイナス端に結合するCAMSAP3の細胞構築における役割を研究し、1）CAMSAP3は小腸上皮細胞の頂端側皮質に微小管マイナス端を固定し、生じた簾状の微小管が核やゴルジ体などの細胞内小器官の分布を規定すること、2）CAMSAP3連結微小管はKIFC3を介してユビキチン特異的キナーゼUSP47を細胞境界膜に輸送してカドヘリン分解を抑制し、細胞結合の安定性を保つこと、3）CAMSAP3は神経軸索に集まり、微小管の安定性を制御することにより軸索の数を限定すること、さらに、４）CAMSAP3による微小管動態制御は、肺がん細胞のEMTを抑制するために働くこと、などを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

動物細胞の微小管はマイナス端が中心体に結合して放射状に伸長することが知られているが、分化した上皮、神経細胞などでは中心体と結合していない。この「非中心体」微小管の動態制御機構、さらには、生物学的役割については謎が多い。本研究では、マイナス端結合分子CAMSAPの発現や活性を人為的に操作し、その結果として起きる細胞の応答を解析することにより、非中心体微小管の動態、役割について多くの新知見を得た。本研究の成果は大きな波及効果があり、非中心体微小管に関連する国際的研究の進展に著しく貢献した。

評価記号

検証結果 (区分)

A

研究成果

• [国際共同研究] Chulalongkorn University(中国)
• [国際共同研究] 中国科学院(タイ)
• [国際共同研究] Chulalongkorn University(タイ)
• [国際共同研究] 中国科学院(中国)
• [国際共同研究] Chulalongkorn University/Faculty of Pharmaceutical/Dept. of Pharmacology and Physiology(タイ)
• [雑誌論文] CAMSAP3 maintains neuronal polarity through regulation of microtubule stability (2018)
  • 著者名/発表者名: Pongrakhananon Varisa、Saito Hiroko、Hiver Sylvain、Abe Takaya、Shioi Go、Meng Wenxiang、Takeichi Masatoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 115 号: 39 ページ: 9750-9755
  • DOI: 10.1073/pnas.1803875115
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] CAMSAP3-dependent microtubule dynamics regulates Golgi assembly in epithelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Wang, J., Xu, H., Jiang, Y., Takahashi, M., Takeichi. M., and Meng, W.
  • 雑誌名: Journal of Genetics and Genomics 巻: 44 号: 1 ページ: 39-49
  • DOI: 10.1016/j.jgg.2016.11.005
• [雑誌論文] CAMSAP3 accumulates in the pericentrosomal area and accompanies microtubule release from the centrosome via katenin. (2017)
  • 著者名/発表者名: Dong, C., Xu, H., Tanaka, N., Takeichi, M., and Meng, W.
  • 雑誌名: J. Cell Science 巻: in press 号: 10 ページ: 1709-1715
  • DOI: 10.1242/jcs.198010
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] CAMSAP3 orients the apical-to-basal polarity of microtubule arrays in epithelial cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Toya, M., Kobayashi, S., Kawasaki, M., Shioi, G., Kaneko, M., Ishiuchi, T., Misaki, K., Meng, W. and Takeichi, M.
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci USA 巻: 113 号: 2 ページ: 332-337
  • DOI: 10.1073/pnas.1520638113
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Patronin Takes a Shot at Polarity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeichi, M., and Toya, M.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 38 号: 1 ページ: 12-13
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2016.06.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Organization of Non-centrosomal Microtubules in Epithelial Cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Toya, M., and Takeichi, M.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 41 号: 2 ページ: 127-135
  • DOI: 10.1247/csf.16015
  • NAID: 130005433300
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] DAAM1 stabilizes epithelial junctions by restraining WAVE complex-dependent lateral membrane motility (2016)
  • 著者名/発表者名: Nishimura T, Ito S, Saito H, Hiver S, Shigetomi K, Ikenouchi J, Takeichi M.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 215 号: 4 ページ: 559-573
  • DOI: 10.1083/jcb.201603107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Giant cadherins Fat and Dachsous self-bend to organize properly spaced intercellular junctions. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsukasaki, Y., Miyazaki, N., Matsumoto, A., Nagae, S., Yonemura, S., Tanoue, T., Iwasaki, K., and Takeichi, M.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 45 号: 45 ページ: 16011-16016
  • DOI: 10.1073/pnas.1418990111
  • 査読あり
• [雑誌論文] The adherens junctions control susceptibility to Staphylococcus aureus α-toxin. Proc. (2015)
  • 著者名/発表者名: Lauren M. Popov, Marceau, C.D., Starkl, P.M., Lumb, J.H., Shah, J., Guerrera, D., Cooper, R.L., Merakou, C., Bouley, D.M., Meng, W., Kiyonari, H., Takeichi, M., Galli, S.J., Bagnoli, F., Citi, S., Carette, J.E., and Amieva, M.R.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 46 号: 46 ページ: 14337-14342
  • DOI: 10.1073/pnas.1510265112
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Emerging roles of protocadherins: from self-avoidance to enhancement of motility. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., and Takeichi, M.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 128 ページ: 1455-1464
  • DOI: 10.1242/jcs.166306
  • 査読あり
• [雑誌論文] 特集 多細胞社会が形をつくる、器官を生み出す タイトル「折れ曲がる-ニワトリの神経形成を例に」 (2015)
  • 著者名/発表者名: 西村 珠子、竹市 雅俊
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 33 ページ: 399-404
• [雑誌論文] Dynamic contacts: rearranging adherens junctions to drive epithelial remodelling. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeichi M.
  • 雑誌名: Nat Rev Mol Cell Biol. 巻: 15 号: 6 ページ: 397-410
  • DOI: 10.1038/nrm3802
  • 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protocadherin-17 mediates collective axon extension by recruiting actin regulator complexes to interaxonal contacts. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, S., Inoue, Y., Kiyonari, H., Abe, T., Misaki, K., Moriguchi, H., Tanaka, Y., and Takeichi, M.
  • 雑誌名: Dev Cell 巻: 30 号: 6 ページ: 673-687
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.07.015
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Minus end-directed motor KIFC3 suppresses E-cadherin degradation by recruiting USP47 to adherens junctions. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sako-Kubota, K., Tanaka, N., Nagae, S., Meng, W., and Takeichi, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 号: 24 ページ: 3851-3860
  • DOI: 10.1091/mbc.e14-07-1245
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Dynamic contacts: rearranging adherens junctions to drive epithelial remodelling. (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Takeichi
  • 雑誌名: Nature Reviews Molecular Cell Biology 巻: in press
• [学会発表] Repairing defective cell junction in colon carcinoma cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Tekeichi
  • 学会等名: 34th International Annual Meeting in Pharmaceutical Sciences & 2nd CU FPHS
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Control of the front-back polarity in migrating cells by catenins (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeichi, M.
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] Cortical contractility regulate polarized epithelial architecture (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeichi, M.
  • 学会等名: Mechanical Forces in Cell Biology "Mechanics & Information at the scale of cells & tissues"
  • 発表場所: National Centre for Biological Sciences (バンガロール、インド）
  • 年月日: 2016-10-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Cortical contractility: a critical regulator of polarized epithelial architecture (2016)
  • 著者名/発表者名: Takeichi, M.
  • 学会等名: XII Rencontres du Vietnam “Mechanobiology from molecules to tissues”
  • 発表場所: International Center for interdisciplinaly Science and Education (クイニョン、ベトナム）
  • 年月日: 2016-06-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] CAMSAP3 determines the apical-to-basal orientation of microtubles in polarized epithelial cells (2015)
  • 著者名/発表者名: 戸谷美夏、孟文翔、竹市雅俊
  • 学会等名: 第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル、神戸国際会議場、神戸国際展示場、神戸商工会議所（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-03