ヒトβ３チューブリン変異が引き起こす神経発達異常のメカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 26430080
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経化学・神経薬理学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 箕浦 逸史 国立研究開発法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 客員研究員 (70373371)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2014年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: チューブリン / 外眼筋線維症 / 微小管 / ダイナミクス / キネシン / クライオ電子顕微鏡 / 外眼筋繊維症 / 神経軸索形成 / レスキュー

研究成果の概要

ヒトβ3チューブリンの262番目のアルギニン残基の変異により神経軸索の正常な伸長が阻害され、外眼筋線維症の原因となる分子メカニズムを明らかにした。この病気でみられる神経軸索の伸長異常を in vitro で再現し、更にここに結合するキネシンの KIF21A および KIF5B に変異を入れることで分子の結合が回復すること、in vitro および in vivo での神経軸索の伸長も回復できることを示した。これらのキネシンは、β3チューブリンの伸長、短縮を制御していると考えられるため、これらのキネシンが微小管の機能をを調節していることも示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Towards an understanding of the isotype-specific functions of tubulin in neurons: Technical advances in tubulin expression and purification (2017)
  • 著者名/発表者名: Itsushi Minoura
  • 雑誌名: Neuroscience Research 巻: 印刷中 ページ: 1-8
  • DOI: 10.1016/j.neures.2017.04.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Reversal of axonal growth defects in an extraocular fibrosis model by engineering the kinesin-microtubule interface. (2016)
  • 著者名/発表者名: Minoura I, Takazaki H, Ayukawa R, Saruta C, Hachikubo Y, Uchimura S, Hida T, Kamiguchi H, Shimogori T, Muto E
  • 雑誌名: Nature communications 巻: 7 号: 1 ページ: 10058-10058
  • DOI: 10.1038/ncomms10058
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A flipped ion pair at the dynein-microtubule interface is critical for dynein motility and ATPase activation (2015)
  • 著者名/発表者名: Uchimura, S., Fujii, T., Takazaki, H., Ayukawa, R., Nishikawa, Y., Minoura, I., Hachikubo, Y., Kurisu, G., Sutoh, K., Kon, T., Namba, K., Muto, E.
  • 雑誌名: J. Cell Biol. 巻: 208 号: 2 ページ: 211-222
  • DOI: 10.1083/jcb.201407039
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Reversal of axonal growth defects in an extraocular fibrosis model by engineering the kinesin-microtubule interface (2016)
  • 著者名/発表者名: Itsushi Minoura
  • 学会等名: CSH-Asia Conference: Development, Function & Disease of Neural Circuits
  • 発表場所: Shuzou, China
  • 年月日: 2016-05-17
  • 国際学会
• [学会発表] A Mechanical Switch from Diffusion to Directional Motion Activates ATPase in Dynein Motor (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Uchimura, T. Fujii, H. Takazaki, R. Ayukawa, Y. Nishikawa, Itsushi Minoura, Y. Hachikubo, G. Kurisu, K. Sutoh, T. Kon, K. Namba, E. Muto
  • 学会等名: Biophysical Society 59th Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-11
• [備考] 先天性外眼筋繊維症に伴う神経発達異常の仕組みを解明
  • URL: http://www.riken.jp/pr/press/2016/20160118_2/