シリア形成時の膜供給における細胞内極性輸送の役割の解明

• 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: 25113517
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 原田 彰宏 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40251441)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円); 2014年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円); 2013年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
• キーワード: 細胞内輸送 / ノックアウトマウス / Rab8 / 小胞輸送

研究実績の概要

シリア（繊毛）の形成にはシリアが伸長するための膜の供給が重要である。シリアへの膜輸送（供給）に関わるタンパク質の中でも、細胞内の（特に頂端(apical) 面への）極性輸送を司る低分子量GTP結合タンパク質Rab8が重要とされているが、Rab8がどの組織でどんなシリアの形成に重要かは明らかでない。その解明のため、Rab8a, b の二重欠損（DKO）マウスを作成し、そのマウスの各種組織のシリアを解析し、シリアの異常の有無と組織の形態、機能に与える影響を解析した。DKOマウスは予想に反して、１次シリア（MEF,網膜、嗅上皮）、運動シリア（気管）で異常が認められなかった。そのため、DKOのMEFで更にRab8の類縁分子であるRab10,13をノックダウン(KD)したところ、Rab13をKDした場合にはシリアに変化が認められなかったが、Rab10をKDした場合にはシリアを持つ細胞の比率が低下した。そのため、Rab8a,b, Rab10の3つの分子が共同してシリア形成に働くと考えられた。これらの結果をまとめて、国際誌に報告した。また、Rab8に結合する分子(Rab8BP)がシリアに局在するため、Rab8BPの機能をRab8BPのKDやCRISPRによるKOマウスの作成を行っている。更に、Rab8BPの結合タンパクの探索も行っており、Rab8がRab8BPを介してどのようにシリア形成に関係するが解明中である。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] The Role of PKD in Cell Polarity, Biosynthetic Pathways, and Organelle/F-actin Distribution (2014)
  • 著者名/発表者名: Nur Atik他
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 39 号: 1 ページ: 61-77
  • DOI: 10.1247/csf.13020
  • NAID: 130004137601
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] CLAC-P/collagen type XXV is required for the intramuscular innervation of motoneurons during neuromuscular development. (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Wakabayashi T, Oizumi H, Nishio S, Sato T, Harada A, Fujii D, Matsuo Y, Hashimoto T, Iwatsubo T.
  • 雑誌名: J Neurosci. 巻: 34 号: 4 ページ: 1370-1379
  • DOI: 10.1523/jneurosci.2440-13.2014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hypothalamic SIRT1 prevents age-associated weight gain by improving leptin sensitivity in mice. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sasaki T, Kikuchi O, Shimpuku M, Susanti VY, Yokota-Hashimoto H, Taguchi R, Shibusawa N, Sato T, Tang L, Amano K, Kitazumi T, Kuroko M, Fujita Y, Maruyama J, Lee YS, Kobayashi M, Nakagawa T, Minokoshi Y, Harada A, Yamada M, Kitamura T.
  • 雑誌名: Diabetologia 巻: 57 号: 4 ページ: 819-831
  • DOI: 10.1007/s00125-013-3140-5
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Drebrin E depletion in human intestinal epithelial cells mimics Rab8a loss of function. (2014)
  • 著者名/発表者名: Vacca B.他
  • 雑誌名: Hum Mol Genet 巻: 23 号: 11 ページ: 2834-46
  • DOI: 10.1093/hmg/ddt670
  • 査読あり
• [雑誌論文] Trans-regulation of oligodendrocyte myelination by neurons through small GTPase Arf6-regulated secretion of fibroblast growth factor-2. (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiyama M.他
  • 雑誌名: Nat Commun. 巻: 5 号: 1 ページ: 4744-4744
  • DOI: 10.1038/ncomms5744
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans chaperonin CCT/TRiC is required for actin and tubulin biogenesis and microvillus formation in intestinal epithelial cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Keiko Saegusa, Miyuki Sato, Katsuya Sato, Junko Nakajima-Shimada, Akihiro Harada, and Ken Sato
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 号: 20 ページ: 3095-3104
  • DOI: 10.1091/mbc.e13-09-0530
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rab11a is required for apical protein localisation in the intestine. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sobajima T, Yoshimura S, Iwano T, Kunii M, Watanabe M, Atik N, Mushiake S, Morii E, Koyama Y, Miyoshi E, Harada A
  • 雑誌名: Biol Open 巻: 4 号: 1 ページ: 86-94
  • DOI: 10.1242/bio.20148532
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rab8a and Rab8b are essential for multiple apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis. (2013)
  • 著者名/発表者名: Sato T, Iwano T, Kunii M, Matsuda S, Mizoguchi R, Jung Y, Hagiwara H, Yoshihara Y, Yuzaki M, Harada R, Harada A.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 15;127(Pt 2) ページ: 422-31
  • DOI: 10.1242/jcs.136903
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Vesicular and non-vesicular transport feed distinct glycosylation pathways in the Golgi. (2013)
  • 著者名/発表者名: D'Angelo G, Uemura T, Chuang CC, Polishchuk E, Santoro M, Ohvo-Rekila H, Sato T, Di Tullio G, Varriale A, D'Auria S, Daniele T, Capuani F, Johannes L, Mattjus P, Monti M, Pucci P, Williams RL, Burke JE, Platt FM, Harada A, De Matteis MA.
  • 雑誌名: Nature 巻: 501 号: 7465 ページ: 116-120
  • DOI: 10.1038/nature12423
  • 査読あり
• [雑誌論文] Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine (2012)
  • 著者名/発表者名: Takasuga , Wada et al.
  • 雑誌名: PNAS 110 巻: 1726-1731 号: 5 ページ: 1726-31
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • 査読あり
• [学会発表] Analyses of neuronal and epithelial cell polarity of mice lacking genes involved in polarized transport. (2014)
  • 著者名/発表者名: 原田彰宏
  • 学会等名: 第37回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2014-09-13
• [学会発表] 膵外分泌・内分泌における膜融合関連分子SNAP23の機能の解明 (2014)
  • 著者名/発表者名: 國井政孝、吉村信一郎、高橋倫子、小林雅樹、佐藤隆史、川上良介、根本知己、河西晴郎、北村忠弘、佐藤健、原田彰宏
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学大会
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-13
• [学会発表] 表現型を正常に戻すことが可能なレトロウィルスベクターを用いた、形態によるスクリーニングによる神経細胞の形態形成に必要な遺伝子の同定 (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田彰宏
  • 学会等名: 第６５回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 組織において、細胞内極性輸送を司る分子は細胞の極性や分泌などにどのように関わるか？ (2013)
  • 著者名/発表者名: 原田彰宏
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演