マイクロＲＮＡの輸送マシナリーの解明と軸索機能における役割

• 研究領域: 非コードＲＮＡ作用マシナリー
• 研究課題/領域番号: 24115713
• 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: 横浜市立大学
• 研究代表者: 佐々木 幸生 横浜市立大学, その他の研究科, 准教授 (10295511)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
• キーワード: 横浜市 / 神経生物学 / 軸索輸送 / マイクロRNA / 脆弱X症候群

研究概要

脆弱X症候群の原因遺伝子産物である脆弱X精神遅滞タンパク質 (Fragile X Mental Retardation Protein: FMRP) のマイクロRNA輸送機構の解明の目的で、大脳皮質神経細胞をニューロンボール法で培養し、FMRPの成長円錐内の挙動を解析した。軸索ガイダンス因子の一つであるセマフォリン3A (Sema3A) 刺激により成長円錐内のFMRPが減少するがAgo2は減少しなかった。このFMRP特異的減少は逆行性輸送に関与するダイニンの阻害剤であるEHNAでは阻害されないが、ユビキチンE1酵素阻害剤であるPYR-41、あるいはプロテアソーム阻害剤MG-132 で阻害されないことから、逆行性輸送ではなく、ユビキチン-プロテアソーム系によるFMRP特異的な分解が関与することが示唆された。さらに、Sema3A刺激により成長円錐内のユビキチン化が亢進することを抗ユビキチン化タンパク質抗体FK2による染色で確認した。我々が以前、軸索に局在することを報告したマイクロRNA-532 (miR-532) はFMRPと相互作用することがCLIP解析で報告されている。そこで、Sema3A刺激による同マイクロRNAの局在変化を解析した。Sema3A刺激がmiR-532の成長円錐内での局在を低下させる傾向が認められた。従って、FMRPのユビキチン-プロテアソーム系による分解がマイクロRNAを減少させ、翻訳を開始させる可能性が考えられる。

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] Identification of axon-enriched MicroRNAs localized to growth cones of cortical neurons. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Y, Gross C, Xing L, Goshima Y, Bassell GJ.
  • 雑誌名: Dev Neurobiol 巻: 74 号: 3 ページ: 397-406
  • DOI: 10.1002/dneu.22113
  • 査読あり
• [雑誌論文] lexinA4-dependent retrograde Semaphorin3A signaling regulates the dendritic localization of GluA2-containing AMPA receptors. (2014)
  • 著者名/発表者名: 1) Yamashita, N., Usui, H., Nakamura, F., Chen, S., Sasaki, Y., Hida, T., Suto, F., Taniguchi, M., Takei, K., Goshima, Y.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3424-3424
  • DOI: 10.1038/ncomms4424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of neurite outgrowth mediated by localized phosphorylation of protein translational factor eEF2 in growth cones (2013)
  • 著者名/発表者名: Iketani M., Iizuka A., Sengoku K., Kurihara Y., Nakamura F., Sasaki Y., Sato Y., Yamane M., Matsushita M., Nairn A.C., Takamatsu K., Goshima Y., Takei K.
  • 雑誌名: Dev. Neurosci 巻: 73 号: 3 ページ: 230-246
  • DOI: 10.1002/dneu.22058
  • 査読あり
• [雑誌論文] Class 3 semaphorins as a therapeutic target (2012)
  • 著者名/発表者名: Goshima Y., Sasaki Y., Yamashita N., Nakamura F
  • 雑誌名: Expert Opin.Ther. Targets 巻: 16 号: 9 ページ: 933-944
  • DOI: 10.1517/14728222.2012.710201
  • 査読あり
• [雑誌論文] GSK3β/axin-1/β-catenin complex is involved in semaphorin3A signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hida T., Yamashita N., Usui H., Nakamura F.Sasaki Y., Kikuchi A.Goshima Y.
  • 雑誌名: J. Neurosci 巻: 32 号: 35 ページ: 11905-11918
  • DOI: 10.1523/jneurosci.6139-11.2012
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経軸索・成長円錐における局所翻訳制御と機能調節 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木幸生.. .五嶋良郎
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 31 ページ: 677-682
• [学会発表] 翻訳トランス因子による軸索局所翻訳制御と神経疾患との関連 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 幸生
  • 学会等名: 日本生理学会
  • 発表場所: タワーホール船堀（東京）
  • 年月日: 2013-03-27
  • 招待講演
• [学会発表] 脆弱X精神遅滞タンパク質の軸索・成長円錐における局在はセマフォリン3Aにより制御される (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 幸生、髙畠 将、花岡 和則、五嶋 良郎
  • 学会等名: 第36回日本神経科学大会、第56回日本神経化学会大会、第23回日本神経回路学会大会合同大会（Neuro2013）
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 新規培養法「ニューロンボール法」を用いたシナプス前終末形成のプロテオーム解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 幸生
  • 学会等名: 第35回神経組織培養研究会
  • 発表場所: 吹田
• [学会発表] セマフォリン 3Aによる脆弱X精神遅滞タンパク質の局在制御 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高畠 将、五嶋 良郎、佐々木 幸生
  • 学会等名: 第15回RNA学会年会
  • 発表場所: 松山
• [学会発表] Proteomics of axons during presynapse formation using the novel culture method "neuron ball culture" (2013)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Y, Ishikawa A, Kawakami T, Hirano H, Goshima Y.
  • 学会等名: 12th HUPO
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] セマフォリン3Aによる脆弱X精神遅滞タンパク質のユビキチン化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高畠 将、五嶋 良郎、佐々木 幸生
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] 神経軸索におけるマイクロRNAオミクスにより同定されたmiRNA-720は神経栄養因子による軸索伸長に関与する (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐々木 幸生、.. Lei Xing、.. Christina Gross、五嶋 良郎.. , Gary J. Bassell
  • 学会等名: 日本RNA学会
  • 発表場所: 東北大学（宮城）
  • 年月日: 2012-07-18
• [学会発表] Identification of axonal microRNAs reveals involvement of miR-720 in neurotrophin-regulated axonal growth (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Y,Xing L, Gross C, Goshima Bassell GJ
  • 学会等名: The 22nd CDB Meeting, RNA Sciences in Cell and Developmental Biology II
  • 発表場所: 理研CDB（兵庫）
  • 年月日: 2012-06-11