シリア・中心体系と細胞極性制御の分子基盤の構築

• 研究領域: シリア・中心体系による生体情報フローの制御
• 研究課題/領域番号: 15H01209
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 貝淵 弘三 名古屋大学, 医学系研究科, 教授 (00169377)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円); 2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2015年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: 細胞極性 / シグナル伝達 / リン酸化 / プロテオミクス

研究実績の概要

本研究課題では、シリア・中心体形成や極性形成に関与するキナーゼについて、リン酸化プロテオミクスを基盤とした基質探索と機能解析を行うことで、下流のリン酸化シグナルおよび細胞の非対称性を担保する分子基盤を明らかにすることを目指している。
申請者らが開発した方法によってシリア関連キナーゼの基質スクリーニングを行い、AurAの基質候補として中心体構成蛋白質のCep170を、AurBの基質候補としてシリア内輸送を担うKIF3およびKIFAP3を見出した。NEK1の基質候補としてシリア内輸送関連BBsome構成蛋白質のBBS7、シリア形成制御蛋白質のARL3、およびKIF3、KIFAP3、KIF2Aを見出した。
また、極性関連キナーゼであるaPKCが低分子量GTPase Racの活性化因子であるTiam1をリン酸化し、その結果Tiam1の抑制的分子内相互作用を解除して活性化することを示した。aPKCはPAR3、PAR6と共に極性制御複合体を形成し、細胞極性を制御することが知られている。PAR3が恒常的にPDGFRbetaと結合しており、またTiam1とも結合することを見出し、PAR3がPDGFRbeta近傍にTiam1をリクルートすると推察された。PDGF刺激によって、おそらくホスファチジルイノシトールシグナルを介してaPKCが活性化されTiam1をリン酸化することで近傍のRac活性が上昇してdorsal rufflingを誘導することを見出した。このことより、PDGF・極性制御蛋白質・Racシグナルがどのようにリンクするか、その一例が示された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] PAR3-aPKC regulates Tiam1 by modulating suppressive internal interactions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Matsuzawa, K., Akita, H., Watanabe, T., Kakeno, M., Matsui, T., Wang, S., and Kaibuchi, K.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: in press 号: 9 ページ: 1511-23
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-09-0670
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of Protein Kinase Substrates by the Kinase-Interacting Substrate Screening (KISS) Approach (2016)
  • 著者名/発表者名: Amano, M., Nishioka, T., Yura, Y., and Kaibuchi, K.
  • 雑誌名: Curr Protoc Cell Biol 巻: 72 号: 1 ページ: 14161-141612
  • DOI: 10.1002/cpcb.8
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Focused Proteomics Revealed a Novel Rho-kinase Signaling Pathway in the Heart (2016)
  • 著者名/発表者名: Yura Y, Amano M, Takefuji M, Bando T, Suzuki K, Kato K, Hamaguchi T, Hasanuzzaman Shohag M, Takano T, Funahashi Y, Nakamuta S, Kuroda K, Nishioka T, Murohara T, Kaibuchi K
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 41 号: 2 ページ: 105-120
  • DOI: 10.1247/csf.16011
  • NAID: 130005405432
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Kinase-interacting substrate screening is a novel method to identify kinase substrates. (2015)
  • 著者名/発表者名: Amano, M., Hamaguchi, T., Shohag, M. H., Kozawa, K., Kato, K., Zhang, X., Yura, Y., Matsuura, Y., Kataoka, C., Nishioka, T., and Kaibuchi, K.
  • 雑誌名: J Cell Biol 巻: 209 号: 6 ページ: 895-912
  • DOI: 10.1083/jcb.201412008
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phosphoproteomic Analysis Using the WW and FHA Domains as Biological Filters (2015)
  • 著者名/発表者名: Hasanuzzaman Shohag, M., Nishioka, T., Uddin Ahammad, R., Nakamuta, S., Yura, Y., Hamaguchi, T., Kaibuchi, K., and Amano, M.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 40 号: 2 ページ: 95-104
  • DOI: 10.1247/csf.15004
  • NAID: 130005094036
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] TTBK2 with EB1/3 regulates microtubule dynamics in migrating cells through KIF2A phosphorylation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Watanabe, T., Kakeno, M., Matsui, T., Sugiyama, I., Arimura, N., Matsuzawa, K., Shirahige, A., Ishidate, F., Nishioka, T., Taya, S., Hoshino, M., and Kaibuchi, K.
  • 雑誌名: J Cell Biol 巻: 210 号: 5 ページ: 737-751
  • DOI: 10.1083/jcb.201412075
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Developing novel methods to search for substrates of protein kinases such as Rho-kinase (2015)
  • 著者名/発表者名: Nishioka T, Shohag MH, Amano M, Kaibuchi K
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta 巻: - 号: 10 ページ: 1663-1666
  • DOI: 10.1016/j.bbapap.2015.03.001
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] KANPHOS (Kinase-Associated Phospho-Signaling) Platform - (2017)
  • 著者名/発表者名: 黒田啓介、貝淵弘三
  • 学会等名: 第90回日本薬理学会年会
  • 発表場所: 長崎ブリックホール（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2017-03-15
• [学会発表] KIOSS法によるPKCのリン酸化基質スクリーニングとその候補分子の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 西岡朋生、貝淵弘三
  • 学会等名: 第68回日本細胞生物学会・第11回日本ケミカルバイオロジー学会合同大会
  • 発表場所: 京都テルサ（京都府京都市）
  • 年月日: 2016-06-15
• [学会発表] Extracellular and intracellular signaling for neuronal polarity (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozo Kaibuchi
  • 学会等名: EMBO Cortical Neural Development
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-12-04
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 生体内における神経細胞の極性形成機構 (2015)
  • 著者名/発表者名: 貝淵弘三
  • 学会等名: BMB2015 (第38回日本分子生物学会年会・第88回日本生化学会大会 合同年会)
  • 発表場所: 神戸国際会議場、兵庫県神戸市
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] A new database for kinase-oriented phospho-proteomics KANPHOS (Kinase associated neural phospho signaling) (2015)
  • 著者名/発表者名: Kozo Kaibuchi
  • 学会等名: NC-IUPHAR/BPS Joint Meeting
  • 発表場所: Paris, France
  • 年月日: 2015-10-23
  • 国際学会 / 招待講演