Gタンパク質共役型受容体のヘテロ多量体配置転換の解析

• 研究課題/領域番号: 26840055
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 柳川 正隆 国立研究開発法人理化学研究所, 佐甲細胞情報研究室, 研究員 (70609792)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: GPCR / 代謝型グルタミン酸受容体 / セロトニン受容体 / 1分子イメージング / 多量体化 / FRET / 生物物理学 / 薬理学 / 生化学 / 統合失調症

研究成果の概要

創薬の主要な標的となるGタンパク質共役型受容体(GPCR)が二量体化を通じて機能調節を行うことが様々な受容体で報告されてきたが、生細胞においてGPCRの高次多量体化の役割は明らかでない。本研究では、代謝型グルタミン酸受容体(mGluR)とセロトニン受容体(5HTR)をモデルとして1分子計測・FRET解析を行った。生細胞における1分子計測の結果、mGluRが活性化すると拡散の遅い高次多量体が増えることが明らかになった。また、この高次多量体はクラスリン被覆小胞への集積と関連することが判明した。さらに、FRET計測から、mGluRが活性化すると5HTRとのヘテロ多量体が解離する可能性が示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Adaptation of cone pigments found in green rods for scotopic vision through a single amino acid mutation (2017)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kojima , Yuki Matsutani , Takahiro Yamashita , Masataka Yanagawa , Yasushi Imamoto , Yumiko Yamano , Akimori Wada , Osamu Hisatomi , Kanto Nishikawa , Keisuke Sakurai , Yoshinori Shichida
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-molecule fluorescence imaging of RalGDS on cell surfaces during signal transduction from Ras to Ral (2017)
  • 著者名/発表者名: Ryo Yoshizawa, Nobuhisa Umeki, Masataka Yanagawa, Masayuki Murata, Yasushi Sako
  • 雑誌名: Biophysics and Physicobiology 巻: 印刷中
  • NAID: 130007040995
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Origin of the low thermal isomerization rate of rhodopsin chromophore (2015)
  • 著者名/発表者名: Yanagawa, M.; Kojima, K.; Yamashita, T.; Iwamoto, Y.; Matsuyama, T.; Nakanishi, K.; Yamano, Y.; Wada, A.; Sako, Y.; Shichida, Y.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 号: 1 ページ: 11081-11081
  • DOI: 10.1038/srep11081
  • NAID: 120005690204
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Single-molecule pharmacology of a G protein-coupled receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: Masataka Yanagawa, Michio Hiroshima, Yuichi Togashi, Takahiro Yamashita, Yoshinori Shichida, Masahiro Ueda, Masayuki Murata, Yasushi Sako
  • 学会等名: International Symposium on Biophysics of Rhodopsins
  • 発表場所: 京都大学 (京都府京都市)
  • 年月日: 2017-05-11
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Single-molecule pharmacology of a G protein-coupled receptor (2017)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理 IX」
  • 発表場所: 理化学研究所 (埼玉県和光市)
  • 年月日: 2017-04-13
• [学会発表] Single-molecule pharmacology of a GPCR (2017)
  • 著者名/発表者名: Masataka Yanagawa, Michio Hiroshima, Yuichi Togashi, Takahiro Yamashita, Yoshinori Shichida, Masahiro Ueda, Masayuki Murata, Yasushi Sako
  • 学会等名: University of Strasbourg-RIKEN Workshop on Membrane Lipidology
  • 発表場所: Region Grand Est (France)
  • 年月日: 2017-03-09
  • 国際学会
• [学会発表] 1分子動態を指標にしたGPCRの活性推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆
  • 学会等名: 細胞動態システム科学研究会2016
  • 発表場所: 淡路島夢舞台ウェスティンホテル (兵庫県淡路市)
  • 年月日: 2016-12-20
  • 招待講演
• [学会発表] Comparative analysis of diffusion-function relationship of G protein-coupled receptors on the living cell surface (2016)
  • 著者名/発表者名: Masataka Yanagawa, Michio Hiroshima, Yuichi Togashi, Takahiro Yamashita, Yoshinori Shichida, Masahiro Ueda, Masayuki Murata, Yasushi Sako
  • 学会等名: 日本生物物理学会第54回年会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Elucidation of the EGF dependent localization mechanism of RalGDS molecule to plasma membrane using TIRF microscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Yoshizawa, Nobuhisa Umeki, Masataka Yanagawa, Masayuki Murata, Yasushi Sako
  • 学会等名: 日本生物物理学会第54回年会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] Thermal activation rates of visual pigments expressed in rods (2016)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kojima, Yuki Matsutani, Masataka Yanagawa, Takahiro Yamashita, Yasushi Imamoto, Osamu Hisatomi, Yumiko Yamano, Akimori Wada, Yoshinori Shichida
  • 学会等名: 日本生物物理学会第54回年会
  • 発表場所: つくば国際会議場 (茨城県つくば市)
  • 年月日: 2016-11-25
• [学会発表] 1分子動態を指標としたClass C GPCRの活性推定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆, 廣島通夫, 冨樫祐一, 山下高廣, 七田芳則, 村田昌之, 上田昌宏, 佐甲靖志
  • 学会等名: 第13回GPCR研究会
  • 発表場所: 日本科学未来館 (東京都江東区)
  • 年月日: 2016-05-13
• [学会発表] Single-molecule imaging of GPCR oligomerization followed by internalization (2015)
  • 著者名/発表者名: Masataka Yanagawa, Michio Hiroshima, Takahiro Yamashita, Yoshinori Shichida, Yasushi Sako
  • 学会等名: The 4th International Symposium on Dynamical Ordering of Biomolecular Systems for Creation of Integrated Functions
  • 発表場所: Kyushu University, Nishijin Plaza, Fukuoka, Japan
  • 年月日: 2015-11-22
  • 国際学会
• [学会発表] 生細胞膜上の1分子拡散動態に基づくGPCRの活性推定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆, 廣島通夫, 山下高廣, 七田芳則, 佐甲靖志
  • 学会等名: 研究会「理論と実験」2015
  • 発表場所: 広島大学(広島県東広島市)
  • 年月日: 2015-10-08
• [学会発表] Single-molecule imaging of GPCR oligomerization followed by internalization (2015)
  • 著者名/発表者名: Masataka Yanagawa
  • 学会等名: 第53回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県金沢市)
  • 年月日: 2015-09-13
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism of the low thermal activation rate of visual pigments (2015)
  • 著者名/発表者名: Keiichi Kojima, Masataka Yanagawa, Takahiro Yamashita, Yuki Matsutani, Yasushi Imamoto, Take Matsuyama, Koji Nakanishi, Yumiko Yamano, Akimori Wada, Yasushi Sako, Yoshinori Shichida
  • 学会等名: 日本生物物理学会第53回年会
  • 発表場所: 金沢大学(石川県金沢市)
  • 年月日: 2015-09-13
• [学会発表] 全反射蛍光顕微鏡による代謝型グルタミン酸受容体の 1 分子動態解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆, 廣島通夫, 山下高廣, 七田芳則, 佐甲靖志
  • 学会等名: 生理研研究会「膜システムの機能的・構造的統合」
  • 発表場所: 生理研(愛知県岡崎市)
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] 1分子イメージングでみる代謝型グルタミン酸受容体の高次多量体形成と内在化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆, 廣島通夫, 山下高廣, 七田芳則, 佐甲靖志
  • 学会等名: 第12回GPCR研究会
  • 発表場所: 日本科学未来館(東京都江東区)
  • 年月日: 2015-05-15
• [学会発表] １分子イメージングでみる代謝型グルタミン酸受容体の高次多量体化とエンドサイトーシス (2015)
  • 著者名/発表者名: 柳川正隆, 廣島通夫, 山下高廣, 七田芳則, 佐甲靖志
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理VII」
  • 発表場所: 理研(埼玉県和光市)
  • 年月日: 2015-04-02
• [学会発表] 1分子蛍光イメージングで見る生細胞膜中で集まるGPCR (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳川 正隆
  • 学会等名: 第87回 日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] Direct observation of higher-order oligomerization of GPCR followed by internalization (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagawa M., Hiroshima M., Yamashita T., Shichida Y.
  • 学会等名: 16th International Conference on Retinal Proteins
  • 発表場所: Nagahama, Japan
  • 年月日: 2014-10-05 – 2014-10-10
• [学会発表] 1分子イメージングによる代謝型グルタミン酸受容体の高次多量体形成と内在化の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳川 正隆, 廣島 通夫、山下 高廣、七田 芳則、佐甲 靖志
  • 学会等名: 第52回 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-27
• [学会発表] 1分子イメージングによる代謝型グルタミン酸受容体の細胞内動態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柳川 正隆
  • 学会等名: 理研シンポジウム「細胞システムの動態と論理VI」
  • 発表場所: 和光
  • 年月日: 2014-04-03 – 2014-04-04
• [産業財産権] Gタンパク質共役型受容体(GPCR)の活性評価方法 (2017)
  • 発明者名: 柳川正隆、佐甲靖志、 廣島通夫、安井真人、上田昌宏,、冨樫祐一
  • 権利者名: 柳川正隆、佐甲靖志、 廣島通夫、安井真人、上田昌宏,、冨樫祐一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2017-04-21