初期エンドソームのダイナミクスとシグナル伝達制御

• 研究領域: 細胞内ロジスティクス：病態の理解に向けた細胞内物流システムの融合研究
• 研究課題/領域番号: 23113721
• 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: 東京女子医科大学 (2012); 岡山大学 (2011)
• 研究代表者: 田邊 賢司 東京女子医科大学, 医学部, テニュアトラック准教授 (80423341)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2012年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: エンドソーム / シグナル伝達 / 細胞骨格 / 細胞内膜輸送 / リン脂質

研究概要

初期エンドソームは細胞が外部から取り込んだ物質の選別を行う細胞内小器官であり、その動態によって膜受容体からのシグナル伝達が制御されることがわかってきた。初期エンドソームの異常は多くの疾患に関与していることから、その分子機構の理解が急務である。本研究では初期エンドソームにおける選別を担う分子の同定とその機構解明に取り組んだ。その結果、脂質の形態形成を担うダイナミン、細胞骨格アクチンやその関連分子であるコルタクチンといった一連の分子を同定した（Mesaki et al., 2011, Ohashi et al., 2011, Tanabe et al., 2011）。これら細胞内輸送の制御に関わるタンパク質の局在化には、一般的にリン脂質が重要な役割を果たしていると考えられている。そこで我々は初期エンドソームにおける選別輸送を担うリン脂質の同定に取り組んだ。阻害剤や遺伝子発現抑制による輸送解析の結果、PI(4)Pとその産生を担うPI4キナーゼが初期エンドソームに局在し、その発現が初期エンドソームでの輸送に必要であることを見出した。PI(4)Pはゴルジ体に豊富に存在することが知られているが、初期エンドソームにはゴルジ体とは異なるPI4キナーゼのアイソフォームが使われており、それぞれに異なる制御機構が存在すると考えられる。本研究成果は、脂質リン酸化と細胞内膜輸送の新たな制御機構を解明する重要な一歩になると期待される。本年度は、リン脂質とその結合タンパク質がどのように輸送を制御しているのか、詳細な分子機構について解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)

理由

25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

25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] SMAP2 Regulates Retrograde Transport from Recycling Endosomes to the Golgi (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsudaira T., Uchida Y., Tanabe K., Kon S., Watanabe T., Taguchi T. and Arai H.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8 号: 7 ページ: e69145-e69145
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0069145
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Arf GAP SMAP2 is necessary for organized vesicle budding from the trans-Golgi network and subsequent acrosome formation in spermiogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Funaki T, Kon S, Tanabe K, Natsume W, Sato S, Shimizu T, Yoshida N, Wong WF, Ogura A, Ogawa T, Inoue K, Ogonuki N, Miki H, Mochida K, Endoh K, Yomogida K, Fukumoto M, Horai R, Iwakura Y, Ito C, Toshimori K, Watanabe T, Satake M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 24 号: 17 ページ: 2633-44
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-05-0234
  • 査読あり
• [雑誌論文] The clathrin assembly protein PICALM is required for erythroid maturation and transferrin internalization in mice. (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 麻衣
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 7 号: 2 ページ: 31854-31854
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0031854
  • 査読あり
• [雑誌論文] Disruption of microtubule network rescues aberrant actin comets in dynamin2-depleted cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yuji Henmi, Kenji Tanabe, Kohji Takei
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 12 ページ: e28603-e28603
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0028603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Receptor sorting and actin dynamics at early endosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: K Tanabe, E Ohashi, Y Henmi, K Takei
  • 雑誌名: Communicative & Integrative Biology 巻: 4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Receptor Sorting within Endosomal Trafficking Pathway Is Facilitated by Dynamic Actin Filaments (2011)
  • 著者名/発表者名: Emiko Ohashi, Kenji Tanabe, Yuji Henmi, Kumi Mesaki, Yuka Kobayashi, Kohji Takei
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 5 ページ: e19942-e19942
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0019942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fission of tubular endosomes triggers endosomal acidification and movement (2011)
  • 著者名/発表者名: Kumi Mesaki, Kenji Tanabe, Masanori Obayashi, Natsuko Oe, Kohji Takei
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6 号: 5 ページ: e19764-e19764
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0019764
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of SMAP2 to the TGN and its Function in the Regulation of TGN Protein Transport (2011)
  • 著者名/発表者名: Tomo Funaki, Shunsuke Kon, Roger E Ronn, Yuji Henmi, Yuka Kobayashi, Toshio Watanabe, Keiko Nakayama, Kenji Tanabe, Masanobu Satake
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 36 号: 1 ページ: 83-95
  • DOI: 10.1247/csf.10022
  • NAID: 130004137566
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamin 2 Associates with Microtubules at Mitosis and Regulates Cell Cycle Progression (2011)
  • 著者名/発表者名: Nobuhisa Ishida, Yuichi Nakamura, Kenji Tanabe, Shun-Ai Li, Kohji Takei
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 36 号: 2 ページ: 145-154
  • DOI: 10.1247/csf.10016
  • NAID: 130004137569
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [学会発表] 初期エンドソームにおける膜ダイナミクスの分子機構 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田邊賢司
  • 学会等名: 東北大学グローバルCOE拠点セミナー
  • 発表場所: 東北大学加齢医学研究所(仙台)
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Phosphatidylinositol 4-kinase II alpha is required for receptor sorting at early endosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: 田邊賢司、池田なるみ, 他4名
  • 学会等名: 第63回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 北海道大学(札幌)
• [学会発表] 初期エンドソームのダイナミクスとシグナル伝達制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田邊賢司
  • 学会等名: 新学術領域研究「細胞内ロジスティクス」班会議
  • 発表場所: 鳥羽シーサイドホテル(鳥羽)
• [図書] Peripheral Neuropathy (2011)
  • 著者名/発表者名: Kohji Takei, Kenji Tanabe
  • 出版者: Intech