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モルフォゲンの分布とシグナル受容におけるヘパラン硫酸ナノ構造の役割

研究課題

研究課題/領域番号 25251026
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 発生生物学
研究機関中央大学 (2017-2018)
東京大学 (2013-2016)

研究代表者

平良 眞規  中央大学, 理工学部, 共同研究員 (60150083)

研究分担者 高橋 秀治  広島大学, 両生類研究センター, 特任准教授 (90447318)
研究協力者 三井 優輔  
山元 孝佳  
高田 慎治  
高田 律子  
水本 秀二  
山田 修平  
松山 誠  
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
45,760千円 (直接経費: 35,200千円、間接経費: 10,560千円)
2017年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2016年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2015年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2014年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2013年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
キーワードヘパラン硫酸 / グリピカン / アフリカツメガエル / モルフォゲン / Wnt / sFRP / ペプチド増殖因子 / BMP / Nodal / パターン形成 / シグナル伝達 / 細胞外基質 / Wntリガンド
研究成果の概要

Wntはモルフォゲンとして胚のパターン形成に関わるが、その分布とシグナル受容に関する制御基盤は不明な点が多い。本研究で我々は細胞表面にN-acetylあるいはN-sulfoヘパラン硫酸(HS)がクラスターを形成して独立に存在することを見出し、これらHSクラスターのコア蛋白質はglypican 4と5と同定した。Wnt8はN-sulfo HSクラスターと特異的に共局在して細胞内に取り込まれ、シグナロソームを形成してシグナル伝達に関わる。一方、Wnt結合蛋白質のFrzbとWnt8の複合体はN-acetyl HSクラスターに特異的に結合しWnt8シグナル伝達を阻害することを示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究により、細胞に位置情報を伝えるWnt8の分布と作用が、細胞膜上にドット状に存在する2種類の修飾が異なるヘパラン硫酸(HS)クラスターによって協調的に制御されることが初めて明らかになった。Wntは発生現象のみならず、幹細胞やがん化などにおいても密接に関わっている。またHSは全身の多くの細胞で普遍的に存在する糖鎖で、種々の分泌性蛋白質と結合することが知られており、創薬分野でも注目されている分子であり、2種類のHSクラスターは、創薬の標的分子になり得るものである。このように本研究で得られた知見はWntとHSとの密接な関係を理解する上での基盤となると共に、応用への活用も期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2019 2018 2017 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Roles of two types of heparan sulfate clusters in Wnt distribution and signaling in Xenopus2018

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Takayoshi Yamamoto, Ritsuko Takada, Shuji Mizumoto, Makoto Matsuyama, Shuhei Yamada, Shinji Takada, and Masanori Taira
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 8 号: 1 ページ: 1973-1973

    • DOI

      10.1038/s41467-017-02076-0

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Occupancy of tissue-specific cis-regulatory modules by Otx2 and TLE/Groucho for embryonic head specification2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuoka Y, Suzuki Y, Takahashi S, Someya H, Sudou N, Haramoto Y, Cho KW, Asashima M, Sugano S, Taira M.
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 5 号: 1 ページ: 4322-4322

    • DOI

      10.1038/ncomms5322

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] YAP and TAZ, Hippo signaling targets, act as a rheostat for nuclear SHP2 function.2013

    • 著者名/発表者名
      Tsutsumi, D., Masoodi, M., Takahashi, A., Fujii, Y., Hayashi, T, . Kikuchi, I., et al.
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 26(6) 号: 6 ページ: 658-665

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2013.08.013

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 細胞表面の「ヘパラン硫酸クラスター」の発見と分泌性蛋白質との相互作用の新展開2018

    • 著者名/発表者名
      平良眞規
    • 学会等名
      第70回日本細胞生物学会・日本発生生物学会第51回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The mechanism of Nodal1’s signaling range regulation by Derriere, a Xenopus orthologue of mouse GDF12017

    • 著者名/発表者名
      池田貴史、山元孝佳、平良眞規
    • 学会等名
      日本発生生物学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Modulation of BMP4 distribution and signaling with heparosan, heparan sulfate, and cerberus2017

    • 著者名/発表者名
      山元孝佳、平良眞規
    • 学会等名
      日本発生生物学会第50回大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Xenopus胚のモルフォゲンの濃度勾配形成とシグナル受容に関わるヘパラン硫酸ナノ構造の解析2014

    • 著者名/発表者名
      山元 孝佳、三井 優輔、高田 慎治、平良 眞規
    • 学会等名
      第37回分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜 (横浜市)
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The Role of Heparan Sulfate Nanostructures in Morphogen Gradient Formation and Signaling Reception2014

    • 著者名/発表者名
      Masanori Taira, Yusuke Mii, Takayoshi Yamamoto, Shinji Takada
    • 学会等名
      15th International Xenopus Conference
    • 発表場所
      Asilomar, CA, USA
    • 年月日
      2014-08-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] The role of heparan sulfate proteoglycan nanostructures in morphogen gradient formation and signaling reception2014

    • 著者名/発表者名
      Takayoshi Yamamoto, Yusuke Mii, Masanori Taira
    • 学会等名
      日本発生生物学会第47回大会
    • 発表場所
      WINC AICHI (名古屋市)
    • 年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Heparan sulfate nanostructures regulate extracellular distribution of Wnt and sFRP2014

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Mii, Kenichi Nakazato, Chan-Gi Pack, Yasushi Sako, Atsushi Mochizuki, Shinji Takada, and Masanori Taira
    • 学会等名
      International Mini Symposium, “Eco-Dev-Evo”
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-02-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Roles of the zinc finger protein Zbtb11 and phosphorylation modification in the regulation of Otx2 activity in early Xenopus eye development2014

    • 著者名/発表者名
      Yumeko Satou, Erina Hosono, Kohei Minami, Yuuri Yasuoka, Takashi Shibano, Hiroshi Mamada, Shuji Takahashi, Makoto Asashima and Masanori Taira
    • 学会等名
      Keystone Symposium on transcription regulation
    • 発表場所
      Santa Fe(米国)
    • 年月日
      2014-02-04 – 2014-02-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ChIP-Seq analysis of Transcription factor Siamois for mechanisms of head organizer formation2013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Honda, Yoshiaki Kirigaya, Yuuri Yasuoka, Saya Imai, Yutaka Suzuki, Shuji Takahashi, Makoto Asashima, Sumio Sugano, Masanori Taira
    • 学会等名
      第36回分子生物学会年会
    • 発表場所
      兵庫県神戸市
    • 年月日
      2013-12-03 – 2013-12-06
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Xenopusの眼の初期形成に関わるOtx2のリン酸化修飾と活性調節におけるZnフィンガー蛋白質Zbtb11の役割2013

    • 著者名/発表者名
      Yumeko Satou, Erina Hosono, Kohei Minami, Takashi Shibano, Hiroshi Mamada, Shuji Takahashi, Makoto Asashima, Masanori Taira
    • 学会等名
      日本発生生物学会第46回大会
    • 発表場所
      島根県松江市
    • 年月日
      2013-05-28 – 2013-05-31
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] 「発生生物学―基礎から応用への展開」(塩尻ら共編著)、「2.遺伝子の発生制御―細胞分化と遺伝子の差次的発現」2019

    • 著者名/発表者名
      平良眞規
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      培風館
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 分子生物学研究室

    • URL

      http://www.biol.s.u-tokyo.ac.jp/users/lmb/public_html/index.php?Home

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2024-01-30  

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