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神経回路構築におけるアクチン足場蛋白質の選択的スプライシングの時空間制御機構

公募研究

研究領域脳構築における発生時計と場の連携
研究課題/領域番号 17H05773
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
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

生沼 泉  兵庫県立大学, 生命理学研究科, 教授 (40452297)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2018年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2017年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード軸索ガイダンス / 細胞骨格 / R-Ras / afadin / 選択的スプライシング / 神経軸索 / 回路形成 / アクチン / シグナル伝達 / 神経科学 / 低分子量Gタンパク質 / ガイダンス因子
研究実績の概要

我々のこれまでの研究で、発達過程での神経軸索形態や軸索投射の制御を担う、軸索ガイダンス分子の細胞内情報伝達機構を解明し、低分子量G蛋白質の1つR-Rasの活性が様々な外界因子の駆動で共通に制御され、R-Rasの軸索内での活性制御が軸索形態制御において普遍的役割を果たしていることが明らかになっており、神経細胞を取り囲む外界因子のシグナルハブと位置づけられる。R-Rasにシグナル統合された後、キナーゼ系、細胞骨格制御系などの中核を担う様々なエフェクター分子に分配され、軸索形態が多角的に調節されている。その1つとして、アクチン足場形成を担う蛋白質であるafadinを同定しており、afadinは培養ニューロンにおいて、そのC末端のF-actin結合ドメインを介したアクチン足場構築を介し、軸索分枝形成を担う(MBoC., 2012)。afadin にはC末端の有無の大きな違いの長短の選択的スプライシングが存在し、それらの発現量が神経細胞発達過程で変化し、短いバリアントが長いバリアントに対してドミナントネガティブ体として働くことで、L体の細胞膜での集積によるアクチン足場形成を阻害し、負の調節を行う(MBoC., 2015)。それを踏まえ、「選択的スプライシングが脳構築の場で時空間的に制御され、afadinの各アイソフォームの発現が制御されることで、的確な神経分化・神経回路形成を引き起こされている」という新奇システムの存在を想定し、その機構の解明並びに可視化と操作を目的として研究を進めている。今回、軸索間細胞接着因子との関係性の観点から分子メカニズムの検証を進め、アクチン足場分子の選択的スプライシングが脳梁通過までに必要な軸索束化、その後の対側で軸索が上行し皮質内投射するのに必要な脱束化のタイミングを制御することで、脳梁軸索のガイダンスが規定されることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

平成30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

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (16件) (うち招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Dynamic spatiotemporal patterns of alternative splicing of an F-actin scaffold protein, afadin, during murine development2019

    • 著者名/発表者名
      Matsuda T, Namura A, Oinuma I.
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 689 ページ: 56-68

    • DOI

      10.1016/j.gene.2018.12.020

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Differential regional and subcellular localization patterns of afadin splice variants in the mouse central nervous system2018

    • 著者名/発表者名
      Ohama D, Matsuda T, Oinuma I.
    • 雑誌名

      Brain Research

      巻: 1692 ページ: 74-86

    • DOI

      10.1016/j.brainres.2018.05.004

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Spatio-temporally regulated alternative splicing of an actin scaffold afadin is necessary for proper cortical layer 2/3 neural circuit formation2018

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      第41回日本神経科学大会(Neuroscience2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 低分子量Gタンパク質R-Rasがシグナルハブとして指揮する多彩な細胞機能2018

    • 著者名/発表者名
      生沼泉
    • 学会等名
      大阪大学生命科学研究科研究交流会(FBSコロキウム)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチン足場蛋白質afadinはNeuropilin-1と直接結合し、脳梁軸索の軸索間接着を介した束化を制御する2018

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] マウス中枢神経系における細胞骨格制御因子afadinの2種類のスプライスバリアントの発現・局在差異の解析2018

    • 著者名/発表者名
      松田孝彦、大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン足場タンパク質のスプライシングの時空間制御が担う神経回路構築2018

    • 著者名/発表者名
      生沼泉
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 神経発達を担うアクチン足場蛋白質の選択的スプライシングの時空間制御2018

    • 著者名/発表者名
      生沼泉
    • 学会等名
      神経発達・再生研究会(生理学研究所研究会)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脳梁軸索回路構築はセントラルドグマのレベルで規定される2018

    • 著者名/発表者名
      生沼泉
    • 学会等名
      大阪大学蛋白質研究所セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アクチン足場蛋白質 afadin の選択的スプライシングが脳梁軸索の束化を時空間的に制御する2018

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      次世代脳冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アクチン足場分子の選択的スプライシングの時空間制御が担う脳梁軸索ガイダンスの新概念2018

    • 著者名/発表者名
      生沼泉
    • 学会等名
      次世代脳冬のシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 軸索分岐制御因子afadinのアイソフォームの脳神経系での発現の時空間的差異の検証2017

    • 著者名/発表者名
      岩田彩、松田孝彦、生沼泉
    • 学会等名
      第64回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 軸索形態制御因子afadinの2つのアイソフォームの大脳皮質神経回路構築における生理機能の解明2017

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      第64回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 細胞骨格制御因子afadinの神経特異的スプライスバリアントの産生機構解明の試み2017

    • 著者名/発表者名
      名村有紗、松田孝彦、生沼泉
    • 学会等名
      第64回生化学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 大脳皮質神経回路構築におけるアクチン足場蛋白質 afadin の2つのアイソフォームの発現時期と機能の検証2017

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      第57回生命科学夏の学校(生化学若い研究者の会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 神経細胞の形態形成を担うafadinの選択的スプライシングを制御する因子の探索2017

    • 著者名/発表者名
      名村有紗、松田孝彦、生沼泉
    • 学会等名
      第57回生命科学夏の学校(生化学若い研究者の会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] マウス大脳皮質2/3層神経細胞の発達における長短2つの afadin アイソフォームの機能差異2017

    • 著者名/発表者名
      大浜大揮、生沼泉
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アクチン足場タンパク質afadinの2つのスプライスバリアントの発現差異の解析2017

    • 著者名/発表者名
      名村有紗、松田孝彦、生沼泉
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/7000008636/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 個人ホームページ

    • URL

      http://homepage1.canvas.ne.jp/izumi/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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