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細胞骨格の分子構築と機能〜細胞生物学及び分子生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 62065007
研究種目

特別推進研究

配分区分補助金
研究機関東京大学

研究代表者

廣川 信隆  東京大学, 医学部(医), 教授 (20010085)

研究分担者 吉武 玲子  東京大学, 医学部(医), 助手 (40230718)
田中 隆夫 (中田 隆夫)  東京大学, 医学部(医), 助手 (50218004)
金井 克光  東京大学, 医学部(医), 助手 (80214427)
岡部 繁男  東京大学, 医学部(医), 助手 (60204012)
依藤 宏  東京大学, 医学部(医), 講師 (00158544)
久永 真市  東京大学, 医学部, 助手 (20181092)
竹村 玲子  沖中記念成人病研究所, 研究員 (50171674)
塩村 洋子  東京大学, 医学部解剖学教室, 助手 (00136962)
研究期間 (年度) 1987 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
243,000千円 (直接経費: 243,000千円)
1991年度: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
1990年度: 30,000千円 (直接経費: 30,000千円)
1989年度: 33,000千円 (直接経費: 33,000千円)
1988年度: 60,000千円 (直接経費: 60,000千円)
1987年度: 90,000千円 (直接経費: 90,000千円)
キーワード神経細胞 / 細胞骨格 / 微小管 / 微小管関連蛋白 / 形態形成 / 軸索輸送 / キネシン / ニュ-ロフィラメント / タウ蛋白 / 微小管関連蛋白MAP1B / 副腎髄質細胞 / 伝達物質放出 / カルパクチン1 / ニューロフィラメントの重合メカニズム / ニューロフィラメントリン酸化 / 蛍光消褪法 / 軸索輸送のメカニズム / 分子構築と動態 / ニューロフィラメントアクチン / シナプス / ニューロフィラメント
研究概要

(1)神経細胞の幼若期に特に多量発現され、主要な微小管関連蛋白(MAP_s)の一つであるMAP_2Cの精製を確立し生化学的性状を解析し、cDNAのクロ-ニングを行った。一次構造を決めcDNAを線維茅細胞に形質導入すると線維芽細胞内に微小管の束が形成され突起の中に伸長した。又この細胞で中間径線維も微小管と平行に配列する事が分かりMAP2cが微小管の重合促進と束化だけでなく、中間径線維を配行させる機能をもつ事が示された。(2)軸索内の順行性及び逆行性の膜小器官輸送の制御機構として順行性膜輸送のモ-タ-であるキネシンがAキナ-ゼでリン酸化を受けると膜小器官からはずれる事を示し、これが終末部でキネシンが順行性膜小器官から解離するため、重要な役割りをはたしている事が示唆された。(3)細胞骨格蛋白の遅い輸送と関連して、神経細胞内のチュブリンの動態を、Caged fluorescein標識チュブリンを初代培養神経細胞への微量注入その後の紫外線照射による蛍光活性化法によって解析し、哺乳類神経細胞ではチュブリン等の細胞骨格蛋白は、重合体の滑し運動でなくフリ-のオリゴマ-の形で輸送される事を示した。しかし両生類神経細胞等のごく一部の非常に突起伸長速度の速い細胞では、重合体が軸索膜と一体として成長端により引っ張られ受動的に動く現象もみられた。(4)哺乳類脳から、ヌクレオチド依存性に、微小管との結合が変化する100KDの蛋白ダイナミンを生化学的に大量精製する方法を確立した。その結果ダイナミンは、微小管により活性化されるGTPaseである事が分かった。さらにダイナミンcDNAのクロ-ニングを行いその一次構造を決定した。その結果ダイナミンは新しいGTP結合蛋白である事が判明しまた神経細胞特に成熟した神経細胞に多く発現される蛋白である事が分かった。

報告書

(6件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 1988 実績報告書
  • 1987 実績報告書
  • 研究成果

    (131件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (131件)

  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Molecular architecture and dynamics of the neuronal cytoskeleton.in Neuronal cytoskeleton." Wily Liss,Inc.,New York. 5-74 (1991)

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  • [文献書誌] Okabe,S.: "Actin dynamics in growth cones." J.of Neuroscience. 11. 1918-1929 (1991)

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  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Kinesin associates with anterogradely transported membranous organelles." J.of Cell Biology. 114. 259-302 (1991)

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  • [文献書誌] Nakata,T.: "Prodominant and developmentally regulated expression of dynamin in neurons." Neuron. 7. 461-469 (1991)

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  • [文献書誌] Takemura,R.: "Developmental expression of tau mRNAs in rat brain." Neuroscience. 44. 393-407 (1991)

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  • [文献書誌] Takeuchi,M.: "The 72KD microtubule associated protein from porcine brain." J.of Neurochemistry. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomura Y. and N. Hirokawa.: "The molecular structure of microtubule-associated protein 1A (MAPIA) in vivo and in vitro. An immunoelectron microscopy and quick-freeze, deep-etch study." Journal of Neuroscience.7. 1461-1469 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N. and S, Hisanaga.: ""Button in". A unique button-shaped microtubule associated protein (75kD) which decorates spindle microtubule surface hexagonally." Journal of Cell Biology.104. 1553-1562 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomura, Y. and N, Hirokawa.: "Colocalization of MAP1 and MAP2 on the neuronal microtubule in situ revealed with double-labelling immunoelectron microscopy." Jurnal of Cell Biology.104. 1575-1578 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. and N, Hirokawa.: "The substructure of sea urchin egg cytoplasmic dynein." Journal of Molecular Biology.195. 191-927 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakata, T. and N, Hirokawa.: "Cytoskeletal reorganization of the human platelets after stimulation revealed by the quick-freeze, deep etch technique." Journal of Cell Biology.105. 1771-1780 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aizawa, H., H. Murofushi, S. Kotani, S. Hisanage, N. Hirokawa and H, Sakai.: "Limited chymotryptic digestion of bovine adrenal 190, 000 Mr. microtubule-associated protein and preparation of a 27, 000 Mr. fragment which stimulates microtubule asssembly." Journal of Biological Chemistry.262. 3782-3787 (1987)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., S. Hisanaga and Y. Shimomura.: "MAP2 is a component of crossbridges between microtubules and neurofilaments in viro and in vitro. Quick-freeze, deep etch immunoelectron microscopy and reconstitution studies." Journal of Neuroscience.8. 2769-2779 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemura, R., T. Masaki and N. Hirokawa.: "The developmental organization of the intestinal brush border cytoskeleton." Cell Motility and Cytoskeleton.9. 299-311 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., Y. Shiomura and S. Okabe.: "Tau proteins : The molecular structure and mode of binding on microtubules." Journal of Cell Biology.107. 1449-1461 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kobayashi, N. and N. Hirokawa.: "Cytoskeletal architecture and immunocytochemical localization of fodrin in the terminal web of the ciliated epithelial cell." Cell Motility and Cytoskeleton.11. 167-177 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. and N. Hirokawa.: "The structure of peripheral domains of the neurofilament revealed by low angle rotary shadowing." Journal of Molecular Biology.202. 297-306 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Microtubule dynamics in nerve cells ; analysis using microinjection of biotinylated tubulin into PC12 cells." Journal of Cell Biology.107. 651-664 (1988)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N.: "The arrangement of action filaments in the postsynaptic cytoplasm revealed with the quick freeze deep etch electron microscopy." Neuroscience Research.6. 269-275 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., K. Sobue, K. Kanda, A. Harada and H. Yorifuji.: "The cytoskeletal architecture of the presynaptic terminal and molecular structure of synapsinal." Journal of Cell Biology.108. 111-126 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Axonal transport." Current Opininon in Cell Biology.1, no. 1. 91-97 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yorifuji, H., K. Kanda, K. Sobue, and N. Hirokawa.: "Localization of 4.1 related proteins in cerebellar neurons." European Journal of Cell Biology. 48. 104-115 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S, , Y. Shiomura and N. Hirokawa.: "Immunocytochemical localization of microtubule-associated proteins 1A and 2 in the rat retina." Brain Research.483. 335-346 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., K. K. Pfister, H. Yorifuji, M. C. Wagner, S. T. Brady and G. S. Bloom.: "Submolecular domains of bovine brain kinesin identified by electron microscopy and monoclonal antibody decoration." Cell. 56. 867-878 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. and N. Hirokawa.: "The effects of dephosphorylation on the structure of the projections of neurofilament." Journal of Neuroscience.9. 959-966 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S., H. Murofushi, K. Okuhara, R. Sato, Y. Masuda, H. Sakai and N. Hirokawa.: "The molecular structure of adrenal medulla kinesin." Cell Motility and Cytoskeleton.12. 264-272 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Rapid turnover of microtubule-associated protein MAP2 in the axon revealed by microinjection of biotinylated MAP2 into cultured neurons." Proc. Natl Aced Sci. USA. 86. 4127-4131 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yorifuji, H. and N. Hirokawa.: "Cytoskeletal architecture of neuromuscular junction-Localization of vinculin." Journal of Electron Microscopic Technique. 12. 160-171 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanai, Y., R. Takemura, T. Ohshima, H. Mori, Y. Ihara, M. Yanagisawa, T. Masaki and N. Hirokawa.: "Expression of multiple tau isoforms and microtubule bundle formation in fibroblasts transfected with a single tau cDNA." Journal of Cell Biology. 109. 1173-1184 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato-Yoshitake, R., Y. Shiomura, H. Miyasaka and N. Hirokawa.: "Microtubule-associated Protein 1B : Molecular structure, localization and phosphorylation-dependent expression in developing neurons." Neuron. 3. 229-238 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maekawa, S., M. Toriyama, S. Hisanaga, N. Yonezawa, S. Endo, N. Hirokawa, and H. Sakai.: "Purification and characterization of a Ca^<2+>-dependent actin filament severing protein from boving adrenal medulla." Journal of Biological Chemistry.264. 7458-7465 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Incorporation and turnover of biotin-labeled actin microinjected into fibroblastic cells : An immunoelectron microscopic study." Journal of Cell Biology. 109. 1581-1595 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shiomura, Y. and N. Hirokawa: "A novel heat-stable 205kD microtubule-associated protein is involved in the neural development." Brain Research. 502. 356-364 (1989)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakata, T., K. Sobue and N. Hirokawa.: "Conformational change and localization of calpactin 1 complex involved in exocytosis as revealed by quick-freeze, deep-etch technique and immunocytochemistry." Journal of Cell Biology. 110. 13-25 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Turnover of fluorescently labeled tubulin and actin in the axon." Nature. 343. 479-482 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S, A. Ikai and N. Hirokawa.: "Molecular architecture of neurofilament. 1. Subunit arrangement of neurofilament-L protein in the intermediate sized filament." Journal of Molecular Biology.211. 857-869 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. and N. Hirokawa.: "Molecular architecture of neurofilament. 11. In vitro reassembly process of neurofilament-L protein." Journal of Molecular Biology. 211. 871-882 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. Y. Gondo, M. Inagaki, A. Ikai and N. Hirokawa.: "Effects of phosphorylation of the neurofilament L protein on filamentous structures." Cell Regulation. 1. 237-248 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N. T. Yoshida, R. Sato-Yoshitake, and T. Kawashima.: "Brain dynein (MAPIC) localizes on both anterogradely and retrogradely transported membranous organelles." Journal of Cell Biology. 111. 1027-1037 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Mizoguchi, A., S. Kim, T. Ueda, A. Kikuchi, H. Yorifuji, N. Hirokawa and Y. Takai.: "Localization and subcellular distribution of smg p25A, a ras p21-like GTP-binding proteins, in rat brain." Journal of Biological Chemistry. 265. 11872-11879 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hisanaga, S. and N. Hirokawa.: "Dephosphorylation-induced interactions of neurofilaments with microtubules." Journal of Biological Chemistry. 265. 21852-21858 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Harada, A., K. Sobue and N. Hirokawa.: "Developmental changes of synapsin 1 expression in the rat cerebellar neurons." Cell Structure and Function. 15. 329-342 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S. and N. Hirokawa.: "Actin dynamics in growth cones." Journal of Neuroscience. 11. 1918-1929 (1991)

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    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., R. Sato-Yoshitake, N. Kobayashi, K. K. Pfister, G. H. Bloom, and S. T. Brady.: "Kinesin associates with anterogradely transported membranous organelles." Journal of Cell Biology. 114. 295-302 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakata, T., A. Iwamoto, Y. Noda, H. Yoshikura, and N. Hirokawa.: "Predominant and developmentally regulated expression of dynamin in neurons." Neuron. 7. 461-469 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemura, R., Y. Kanai N. Hirokawa.: "In situ localization of tau mRNAs in developing rat brain." Neuroscience. 44. 393-407 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takeuchi, M., S. Hisanaga, T. Umeyama, and N. Hirokawa.: "The 72kD microtubule associated protein from porcine brain." Journal of Neurochemistry. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okabe, S., and N. Hirokawa.: "Differential behavior of photoactivated microtubules in growing axons of mouse and frog neurons." Journal Cell Biology. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nakata, T. and N. Hirokawa.: "Organization of cortical cytoskeleton of cultured chromaffin cells and involvement in secretion as revealed by quick-freeze, deep-etching, and double-label immunoelectron microscopy." Journal of Neuroscience. (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kanai, Y., J. Chen and N. Hirokawa.: "Microtubule bundling by tau proteins in vivo : analysis of the functional domains."

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sato-Yoshitake, R., H. Yorifuji, M. Inagaki, and N. Hirokawa.: "Phosphorylation of kinesin regulates its binding to synaptic vesicles."

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takemura, R., S. Okabe, N. Kobayashi, and N. Hirokawa.: "Reorganization of brain spectrin (fodrin) during defferentiation of PC12 cells."

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Okada, Y., and N. Hirokawa.: "Functional differentiation of axonal miocrotubules ; Tyrosinated anti-tubulin rich microtubules for transport, and detyrosinated anti-tubulin rich microtubules for architecture."

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Maeda, K., T. Nakata, Y. Noda, and N. Hirokawa.: "Dynamin : its enzymatic activity and interaction with microtubules."

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ohshima, T., S. Okabe, and N. Hirokawa.: "Immunocytochemical localization of 205kDa microtubule-associated protein (205kDa MAP) in the guinea pig organ of Corti."

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa, N., S. Okabe and R. Sato-Yoshitake.: "Selective stabilization of microinjected tau in the axon and microtubule associated protein 2 (MAP2) in dendrites of the neuronal cytoskeleton."

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Molecular architecture and dynamics of the neuronal cytoskeleton.in Neuronal cytoskeleton." Wily Liss,Inc.,New York. 5-74 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Okabe,s.: "Actin dynamics in growth cones." J.of Neuroscience. 11. 1918-1929 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Hirokawa,N.: "Kinesin associates with anterogradely transported membraous organelles." J.of Cell biology. 114. 259-302 (1991)

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公開日: 1987-04-01   更新日: 2016-04-21  

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