リソソーム関連オルガネラの細胞内動態とその破綻による疾患発症の分子基盤

2012 年度 研究成果報告書

• 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: 20113006
• 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: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (50311361)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2012
• キーワード: Rab / メラノソーム / リソソーム / スクリーニング / 膜輸送

研究概要

リソソーム関連オルガネラの形成・輸送の障害は様々なヒトの遺伝性疾患を引き起こすが、リソソーム関連オルガネラの細胞内動態の分子機構はこれまでほとんど解明されていなかった。本研究では、メラノサイトにおけるメラノソームをモデル系として用い、メラノソームの形成・成熟・輸送に必須の役割を果たす新規因子を同定し、リソソーム関連疾患発症の基盤となるメラノソームの細胞内動態の分子機構の解明に初めて成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Syntaxin-3 is required for melanosomal localization of Tyrp1 in melanocytes (2013)
  • 著者名/発表者名: Yatsu, A., Ohbayashi, N., Tamura, K.& Fukuda M
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol 巻: (in press)
  • DOI: Doi:10.1038/jid.2013.156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab 12 regulates mTORC1 activity and autophagy through controlling the degradation of amino-acid transporter PAT4 (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T & Fukuda M
  • 雑誌名: EMBO Rep 巻: 14 ページ: 450-457
  • DOI: Doi:10.1038/embor.2013.32
  • 査読あり
• [雑誌論文] Essential role of RAB27A in determining constitutive human skin color (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshida-Amano, Y, Hachiya, A., Ohuchi, A., Kobinger, G P, Kitahara, T., Takema, Y & Fukuda, M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e41160
  • DOI: Doi:10.1371/j ournal.pone.0041160
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin-like proteins control the formation of an single apical membrane domain in epithelial cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Galvez-Santisteban, M., Rodriguez-Fraticelli, A.E, Bryant, D. M., Vergarajauregui, S., Yasuda, T., Banon-Rodriguez,1., Bemascone, I.,Datta, A., Spivak, N., Young, K., Slim, C. L, Brakeman, P. R, Fukuda. M., Mostov, K. E. & Martin-Belmonte, F
  • 雑誌名: Nature Cell-Biol 巻: 14 ページ: 838-849
  • DOI: Doi:10.1038/ncb2541
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Rab interacting lysosomal protein (RILP)homology domain functions as a novel effector domain for small GTPase Rab36: Rab36 regulates retrograde melanosome transport in melanocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Ohbayashi, N .& Fukuda, M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 28619-28631
  • DOI: Doi:10.1074/jbc.M112.370544
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab27 effector Slp2-a transports the apical signaling molecule podocalyxin to the apical surface of MDCK II cells and regulates claudin-2 expression (2012)
  • 著者名/発表者名: Yasuda, T., Saegusa, C., Kamakura, S., Sumimoto, H. & Fukuda. M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 ページ: 3229-3239
  • DOI: Doi:10.1091/mbcE12-02-0104
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg16L1, an essential factor for canonical autophagy, participates in hormone secretion from PC12 cells independently of autophagic activity (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, K., Uemura, T., Waguri, S. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 ページ: 3193-3202
  • DOI: Doi:10.1091/mbc.E12-01-0010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Rab family GTPases and their effectors in melanosomal logistics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi, N. & Fukuda. M
  • 雑誌名: J. Biochem 巻: 151 ページ: 343-351
  • DOI: Doi:10.1093/jb/mvs009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional involvement of Rab1A in microtubule-dependent anterograde melanosome transport in melanocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Ohbayashi, N., Mamta, Y, Ebata, Y & Fukuda. M
  • 雑誌名: J. Cell. Sci 巻: 125 ページ: 5177-5187
  • DOI: Doi:10.1242/jcs.109314
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab17 regulates dendritic morphogenesis and postsynaptic development of hippocampal neurons (2012)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y, Matsui, T., Fumtani, Y, Yoshihara, Y & Fukuda. M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 287 ページ: 8963-8973
  • DOI: Doi:10.1074/jbc.M111.314385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab35 regulates Arf6 activity through centaurin-β2 (ACAP2)during neurite outgrowth (2012)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H. & Fukuda. M
  • 雑誌名: J. Cell. Sci 巻: 125 ページ: 2235-2243
  • DOI: Doi:10.1242/jcs.098657
  • 査読あり
• [雑誌論文] An ARF6/Rab35 GTPase cascade for endocytic recycling and successful cytokinesis (2012)
  • 著者名/発表者名: Chesneau, L, Dambournet, D., Machicoane, M., Kouranti, I., Fukuda, M., Goud, G & Echard, A
  • 雑誌名: Curr. Biol 巻: 24 ページ: 147-153
  • DOI: Doi:10.1016/j.cub.2011.11.058
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Rab21-GEF activity of Varp, but not its Rab32/38 effector function, is required for dendrite formation in melanocytes (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi, N., Yatsu, A., Tamura, K. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 ページ: 669-678
  • DOI: Doi:10.1091/mbcE11-04-0324
  • 査読あり
• [雑誌論文] Melanoregulin regulates retrograde melanosome transport through interaction with the RILP-p 150Glued complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi, N., Maruta, Y, Ishida, M .& Fukuda, M
  • 雑誌名: J. Cell. Sci 巻: 125 ページ: 1508-1518
  • DOI: Doi:10.1242/jcs.094185
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg16L2, a novel isoform of mammalian Atg16L that is not essential for canonical autophagy despite forming an At12-5-16L2 complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, K., Fujita, N., Kanno, E., Omori, H.,Yoshimori, T., Itoh, T .& Fukuda. M
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 7 ページ: 1500-1513
  • DOI: Doi:10.4161/auto.7.12.18025
  • 査読あり
• [雑誌論文] EPI64 protein functions as a physiological GTPase-activating protein for Rab27 protein and regulates amylase release in rat parotid acinar cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Ishibashi, K., Haga-TsTsujimura, M., Nashida, T., Shimomura, H. & Fukuda, M
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 286 ページ: 33854-33862
  • DOI: Doi:10.1074/jbc.M111281394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab12 regulates transferrin receptor degradation: Implications for a novel membrane trafficking pathway from recycling endosomes to lysosomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Cell. Logistics 巻: 1 ページ: 155-158
  • DOI: Doi:10.4161/cl.1.4.18152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab12 regulates constitutive degradation of transferrin receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Itoh, T. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Traffic 巻: 12 ページ: 1432-1443
  • DOI: Doi:10.1111/j.1600-0854.2011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genome-wide investigation of the Rab binding activity of RUN domains:Development of a novel tool that specifically traps GTP-Rab35 (2011)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kobayashi, H., Ishibashi, K.& Ohbayashi, N
  • 雑誌名: Cell Struct Funct 巻: 36 ページ: 155-170
  • DOI: Doi:10.1247/csf.11001
  • 査読あり
• [雑誌論文] OATLI, a novel autophagosome-resident Rab33B-GAP, regulates autophagosomal maturation (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Kanno, E., Uemura, T., Waguri, S. & Fukuda, M
  • 雑誌名: J. Cell Boil 巻: 192 ページ: 839-853
  • DOI: Doi:10.1083/jcb.201008107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structure-function analysis of VP S9-ankyrin-repeat protein(Varp)in the trafficking of tyrosinase-related protein 1 in melanocytes (2011)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Ohbayashi, N., Ishibashi, K. & Fukuda, M
  • 雑誌名: J. Boil. Chem 巻: 286 ページ: 7507-7521
  • DOI: Doi:10.1074/jbc.M110.191205
  • 査読あり
• [雑誌論文] Function al characterization of two RAB2 7A missense mutations found in Griscelli syndrome type 2 (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi, N, Mamishi, S., Ishibashi, K., Maruta, Y, Pourakbari, B., Tamizifar, B., Mohammadpour, M., Fukuda. M. & Parvaneh, N
  • 雑誌名: Pigment Cell Melanoma Res 巻: 23 ページ: 365-374
  • DOI: Doi:10.1111/j-1755-148×2010.00705.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comprehensive screening for novel Rab-binding proteins by GST pull-down assay using 60 different mammalian Rabs (2010)
  • 著者名/発表者名: Kanno, E., Ishibashi, K., Kobayashi, H., Matsui, T., Ohbayashi, N. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Traffic 巻: 11 ページ: 491-507
  • DOI: Doi:10.1111/j.1600-0854.2010.01038.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pericentrosomal targeting of Rab6 secretory vesicles by Bicaudal-D-related protein-1 (BICDR-1) regulates neuritogenesis (2010)
  • 著者名/発表者名: Schlager, M. A., Kapitein, L. C., Grigoriev, I., Burzynski, G M., Wulf, P. S., Keijzer, N., de Graaff, E, Fukuda. M, Shepherd, I. T., Akhmanova, A. & Hoogenraad, C.C.
  • 雑誌名: EMBO J 巻: 29 ページ: 1637-1651
  • DOI: Doi:10.1038/emboj.2010.51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broad-minded links cell cycle-related kinase to cilia assembly and hedgehog signal transduction (2010)
  • 著者名/発表者名: Ko, H. W., Norman, R. X., Tran, J., Fuller, K. P.,Fukuda, M. & Eggenschwiler, J. T
  • 雑誌名: Dev. Cell 巻: 8 ページ: 237-247
  • DOI: Doi:10.1016/j.devcel.2009.12.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab27a and Rab27b control different steps of the exosome secretion pathway (2010)
  • 著者名/発表者名: Ostrowski, M, Carmo, N. B., Krumeich, S., Fanget, I., Raposo, G, Savina, A., Moita, C. F. Schauer, K., Hume, A. N., Freitas, R. P., Goud B., Benaroch, P., Hacohen, N., Fukuda, M, Desnos, C., Seabra, M. C., Darchen, E, Amigorena, S., Moita, L. F. & Thery, C
  • 雑誌名: Nature Cell Biol 巻: 12 ページ: 19-30
  • DOI: Doi:10.1038/ncb2000
  • 査読あり
• [雑誌論文] Varp is a novel Rab32/38-binding protein that regulates Tyrpl trafficking in melanocytes (2009)
  • 著者名/発表者名: Tamura, K., Ohbayashi, N., Maruta, Y, Kanno, E, Itoh, T. & Fukuda. M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 20 ページ: 2900-2908
  • DOI: Doi:10.1091/mbcE08-12-1161
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and characterization of a novel Tre-2/Bub2/Cdc16 (TBC) protein that possesses Rab3A-GAP activity (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, K., Kanno, E, Itoh, T. & Fukuda, M
  • 雑誌名: Ganes Cells 巻: 14 ページ: 41-52
  • DOI: Doi:10.1111/j.1365-2443.2008.01251.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of Rab27 in synaptic transmission at the squid giant synapse (2008)
  • 著者名/発表者名: Yu, E, Kanno, E, Choi, S., Sugimori, M., Moreira, J. E., Llinas, R. R. & Fukuda. M
  • 雑誌名: Proc. Nat. Acad. Sci. USA 巻: 105 ページ: 16003-16008
  • DOI: Doi:10.1073/pnas.0804825105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural basis for the exclusive specificity of Slac2-a/melanophilin for the Rab27 GTPases (2008)
  • 著者名/発表者名: Kukimoto-Niino, M., Sakamoto, A., Kanno, E.,Hanawa-Suetsugu, K., Terada, T., Shirouzu, M., Fukuda. M. & Yokoyama, S
  • 雑誌名: Structure 巻: 16 ページ: 1478-1490
  • DOI: Doi:10.1016/j.str2008.07.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Golgi-resident small GTPase Rab33B interacts with Atg16L and modulates autophagosome formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fujita, N., Kanno, E., Yamamoto, A., Yoshimori, T. & Fukuda. M
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 19 ページ: 2916-2925
  • DOI: Doi:10.1091/mbc.E07-12-1231
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Atg16L complex specifies the site of LC31ipidation for membrane biogenesis in autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita, N., Itoh, T., Omori, H., Fukuda, M., Noda, T. & Yoshimori, T
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 19 ページ: 2092-2100
  • DOI: Doi:10.1091/mbc.E07-12-1257
  • 査読あり
• [雑誌論文] Large scale screening for novel Rab effectors reveals unexpected broad Rab binding specificity (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M., Kanno, E., Ishibashi, K. & Itoh, T
  • 雑誌名: Mol. Cell. Proteomics 巻: 7 ページ: 1031-1042
  • DOI: Doi:10.1074/mcp.M700569-MCP200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation of secretory vesicle traffic by Rab small GTPases (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda. M
  • 雑誌名: Mol. Life Sci 巻: 65 ページ: 2801-2813
  • DOI: Doi:10.1007/s00018-008-8351-4
  • 査読あり
• [学会発表] 低分子量GTPase Rabが司る多彩な生命現象～メラニン輸送、神経細胞の極性輸送からオートファジーまで～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 理化学研究所・細胞システムコロキウム
  • 発表場所: 埼玉
  • 年月日: 2012-12-07
• [学会発表] メラノソームの微小管輸送における低分子量Gタンパク質Rabの役割 (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第24回日本色素細胞学会学術大会ワークショップ
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2012-11-24
• [学会発表] 分子レベルで見たメラニン炬素の動く仕組み (2012)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 日本放射線影響学会角55回大会ワークショップ「紫外線に対する生物応答:細胞から皮膚まで」
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2012-09-06
• [学会発表] メラノソームをモデル系とした細胞内小胞輸送機構の解明 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: ワークこヨップ・量子ビームを用いた物質・生命化学の新展開
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-12-20
• [学会発表] Rabの網羅的解析ツールを用いた新規膜輸送経路の探索と新たなRa機能の同定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会シンポジウム「メンブレントラフィック研究の最近のトレンド(低分子量GTPaseによる多彩な制御機構)」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] メラニン輸送の分子メカニズム解明とその応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第35回日本香粧品学会シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] Rab small GTPase control melanosome formation and transpot in melanocytes (2010)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: The 1st UCL-Tohoku University Symposium
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2010-03-15
• [学会発表] オートファジー制御に関与する低分子量GTPase Rabの機能解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会シンポジウム「低分子量GTPaseから眺めるメンブレントラフック研究の新展開」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Atg16L1 is a potential effector for small GTPase Rab33 that modulates autophagosome formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: 5th Intemational Symposium on Autophag
  • 発表場所: Otsu
  • 年月日: 2009-09-25
• [学会発表] メラノソーム形成・成熟画送におけるRabシグナリングネットワークの解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会シンポジウム「毛包形成とメラノサイト分化のメカニズム」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-09-25
• [図書] Rab27による分泌小胞の輸送制御メカニズム",ブレインサイエンスレビュー2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 総ページ数: 2008
  • 出版者: ブレインサイエンス振興財団
• [備考]
  • URL: http://www. lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/t_fukuda/
• [産業財産権] Rab27A不活性化剤 (2011)
  • 発明者名: 福田光則、伊藤敬
  • 権利者名: 独立行政法人理化学研究所
  • 産業財産権番号: 特許、4869685
  • 取得年月日: 2011-11-25
• [産業財産権] Slac2-aタンパク質量低減剤、myosin Va タンパク質量低減剤、及びSlp2-aタンパク質量低減剤 (2009)
  • 発明者名: 畑友紀、高山明美、近藤千春、板倉研、福田光則
  • 権利者名: 株式会社コーセー
  • 産業財産権番号: 特許、特願2009-294615
  • 出願年月日: 2009-12-25
• [産業財産権] Slp-2aタンパク質低減剤、及びミオシンー5aタンパク質低減剤 (2009)
  • 発明者名: 板倉研、高山明美、近藤千春、福田光則
  • 権利者名: 株式会社コーセー
  • 産業財産権番号: 特許、特願2009-075485
  • 出願年月日: 2009-03-26
• [産業財産権] メラノソーム輸送阻害剤、及び皮膚外用剤 (2008)
  • 発明者名: 板倉研、畑友紀、成英次、高山明美、福田光則
  • 権利者名: 株式会社コーセー
  • 産業財産権番号: 特許、特願2008-56389
  • 出願年月日: 2008-03-06