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ダイニンと制御タンパク質の超分子複合体による多様な運動モードの制御マシナリー

公募研究

研究領域運動超分子マシナリーが織りなす調和と多様性
研究課題/領域番号 15H01310
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
研究機関東京大学

研究代表者

豊島 陽子  東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (40158043)

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 *注記
11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
2016年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2015年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
キーワードダイニン / ダイナクチン / 微小管 / DCTN1 / コイルドコイル領域 / リジンリッチ領域 / 微小管親和性 / 分子内制御 / 蛋白質 / 生体高分子 / 細胞運動 / BicD2 / CC1
研究実績の概要

細胞質ダイニン (以下、ダイニン) は微小管上をマイナス端方向に運動する分子モーターであり、細胞分裂や細胞内物質輸送に関わっている。細胞内のいろいろな場所で、かつ必要とされる時にスイッチオンして働き、細胞内の多様な役割を担っているが、ダイニンの主要な構成要素である重鎖の遺伝子は、哺乳動物に至るほとんどの真核細胞において1種類しか存在せず、ミオシンやキネシンなど他の分子モーターとは大きく異なる。多様な役割に対応するために、ダイニンは自己制御機能や他の調節タンパク質による制御機構が働いている。本研究では、その中でダイニン調節タンパク質であるダイナクチンによる制御機構の詳細を明らかにすることを目的とした。
ダイナクチンは約10種類のサブユニットからなる複雑な超分子複合体であるが、その中でダイニンに直接結合するDCTN1サブユニットに注目した。DCTN1サブユニット中のコイルドコイル(CC1)領域はダイニン中間鎖に結合するドメインで、途中で折れ曲がり頭部から突き出した構造をとっている。DCTN1サブユニットにはA型とB型があり、A型に存在するリジンリッチ(K-rich)ドメインを、B型では欠いている。CC1領域とK-rich領域の変異体やその領域の断片を作製して、微小管に対する親和性とダイニンの運動に与える影響を調べたところ、DCTN1サブユニット中で、CC1はダイニンの微小管親和性を著しく低下させること、K-rich領域をもたないB型では、ダイニンが微小管に結合することはほとんどないが、A型ではK-rich領域がその作用を補償して微小管親和性の低下を抑えることが明らかになった。このことは、DCTN1内の領域(ドメイン)が調節を行う、分子内調節機構が存在することを意味している。

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。

報告書

(2件)
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] Axonemal dynein light chain-1 locates at the microtubule-binding domain of the γ heavy chain.2015

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M, Saito K, Yanagisawa HA, Yagi T, Kamiya R, Yamaguchi S, Yajima J, Kushida Y, Nakano K, Numata O and Toyoshima YY.
    • 雑誌名

      Molicular Biology of the Cell

      巻: 26 号: 23 ページ: 4236-47

    • DOI

      10.1091/mbc.e15-05-0289

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] α- and β-tubulin lattice arrangement of the axonemal microtubule doublet and binding proteins revealed by single particle cryo-electron microscopy and tomography.2015

    • 著者名/発表者名
      Maheshwari, A., Obbineni, J. M., Bui, K. H., Shibata, K., Toyoshima Y. Y. & Ishikawa, T.
    • 雑誌名

      Structure

      巻: 23 号: 9 ページ: 1584-1595

    • DOI

      10.1016/j.str.2015.06.017

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞質ダイニンの運動制御機構2015

    • 著者名/発表者名
      鳥澤嵩征、古田健也、豊島陽子
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 55 号: 3 ページ: 127-132

    • DOI

      10.2142/biophys.55.127

    • NAID

      130005072019

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞質ダイニンの頭部間相互作用に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      坂田樹哉、小林琢也、須河光弘、矢島潤一郎、豊島陽子
    • 学会等名
      第6回 日本生物物理学会間投詞部会
    • 発表場所
      早稲田大学先端生命医科学センター(東京都新宿区)
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] FRETを用いた細胞質ダイニンの頭部間相互作用の解析2016

    • 著者名/発表者名
      坂田樹哉、小林琢也、須河光弘、島智弘、矢島潤一郎、豊島陽子
    • 学会等名
      第54回 日本生物物理学会
    • 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
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Axonemal Dynein Light Chain-1 Locates at the Microtubule Binding Domain of the γ Heavy Chain2015

    • 著者名/発表者名
      Ichikawa M., Saito K., Yanagisawa H., Yagi, T., Kamiya, R., Yamaguchi S., Yajima, J., Kushida Y., Nakano, K., Numata, O. and Toyoshima, Y. Y.
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会念会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Off-axis motion of yeast cytoplasmic dynein takes a biased random walk2015

    • 著者名/発表者名
      Sugawa, M., Yamaguchi, S., Takagi, H., Shibata, K., Toyoshima, Y. Y., Yajima, J.
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会念会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dynactin is a biphasic regulator to promote and inhibit dynein motility2015

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi, K., Miyashita, K., Kajita, H., Saito, K., Murayama, T., Toyoshima, Y. Y.
    • 学会等名
      第53回日本生物物理学会念会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県金沢市)
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-28  

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