普遍的細胞極性制御装置による哺乳動物初期胚発生制御機構の研究

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: 哺乳類初期発生の細胞コミュニティー
• 研究課題/領域番号: 21116004
• 研究機関: 横浜市立大学
• 研究代表者: 鈴木 厚 横浜市立大学, 生命医科学研究科, 准教授 (00264606)
• 研究期間 (年度): 2009-07-23 – 2014-03-31
• キーワード: 細胞極性 / 微小管 / PAR-1 / 上皮細胞 / ゴルジ体 / 初期胚

研究概要

1) 新規PAR-1結合タンパク質、MTCL1(旧名：MARKAP1)の 微小管制御能（架橋能）、および、上皮細胞特有の微小管構造の発達に対する必須な役割に関する研究成果を、最終的に国際誌に発表した。その中では、「MTCL1は微小管の束化を担うのみならず、PAR-1キナーゼを微小管束にリクルートすることによって束内の微小管の動的重合能を維持する働きも発揮し、そのことによって上皮細胞特有の微小管構造の形成、上皮極性形成に関わっている」というモデルを提唱した。
２）他方、MTCL1のPAR-1結合部位はPAR-1のキナーゼ活性を抑制するピロリ菌毒素CagAのPAR-1結合部位と高い相同性を示し、実際にPAR-1のキナーゼ活性を競合的に阻害することも明らかとした。以上の結果は、MTCL1とPAR-1の相互の活性制御機構の存在を示しており、この相互作用が細胞極性制御の種々の局面で機能している可能性が示唆された。
３）MTCL1が分化能の低い細胞において「ゴルジ微小管」の安定的な重合と架橋に働き、そのことを通じてゴルジ・リボン構造の形成を促進し、細胞の極性を持った運動に必須な機能を果たしていることを最終的に実証し、国際誌に論文として投稿した。この過程では、MTCL1のC末端側の微小管結合部位が微小管の安定化に働いていることを発見した。そして、架橋活性とともにこの微小管安定化活性が、非中心体製微小管の制御に重要な役割を果たしているという興味深い結果を得ることができた。
４）MTCL1ジーントラップマウスの解析を進め、その運動失調症状の原因の一つが、微小管束との強い相関がしてきされているプルキンエ細胞の軸索起始部の形成異常に求められることを発見した。パラログ分子、MTCL2のコンディショナルノックアウトマウスの作成も行い、MTCL1,2のダブルノックアウトによって初期胚発生異常がみられる可能性を検討する準備を進めた。

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] 2) A novel PAR-1-binding protein, MTCL1, plays critical roles in organizing microtubules in polarizing epithelial cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Satoh Y, Akitsu M, Amano Y, Yamashita K, Ide M, Shimada K, Yamashita A, Hirano H, Arakawa N, Maki T, Hayashi I, Ohno S, Suzuki A
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 126 ページ: 4671-4683
  • DOI: doi: 10.1242/jcs.127845
  • 査読あり
• [雑誌論文] 3) Polarity-dependent distribution of Angiomotin localizes Hippo signaling in preimplantation embryo. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirate Y, Hirahara S, Inoue KI, Suzuki A, Alarcon VB, Akimoto K, Hirai T, Adachi M, Chida K, Ohno S, Marikawa Y, Nakao K, Shimono A, Sasaki H
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 23 ページ: 1181-1194
  • DOI: doi: 10.1016/j.cub.2013.05.014
  • 査読あり
• [学会発表] 中心体非依存的な微小管制御を通じた新しい細胞極性制御機構
  • 著者名/発表者名: 鈴木厚、佐藤由典
  • 学会等名: 第65回 日本細胞生物学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター （愛知県）
  • 招待講演
• [学会発表] 新規微小管結合タンパク質MARKAP(PAR-1/MARK Associated protein)による、Golgi体のリボン構造形成の制御機構の解析
  • 著者名/発表者名: 佐藤 由典,林健二, 天野芳子, 高橋 美樹子, 米村 重信 ,林 郁子 ,大野 茂男 ,鈴木 厚
  • 学会等名: 第66回 日本細胞生物学会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター (愛知県）
• [学会発表] Molecular Mechanisms underlying epithelial polarization
  • 著者名/発表者名: Atsushi Suzuki
  • 学会等名: The 61st NIBB Conference "Cellular Community in Mammalian Embryogenesis"
  • 発表場所: 基礎生物学研究所 岡崎コンファレンスセンター （愛知県）
  • 招待講演
• [学会発表] Identification of a novel binding partner of the cell polarity-regulating kinase
  • 著者名/発表者名: Atsushi Suzuki
  • 学会等名: ヒトプロテオーム機構第12回世界大会（HUPO 2013）
  • 発表場所: パシフィコ横浜 (神奈川県）
• [学会発表] MTCL1 plays an essential role in polarized clustering of the Golgi complex through its microtubule crosslinking and stabilizing activity
  • 著者名/発表者名: 佐藤 由典,林健二, 天野芳子, 高橋 美樹子, 米村 重信 ,林 郁子 ,大野 茂男 ,鈴木 厚
  • 学会等名: 第36回 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸国際会議場 （兵庫県）
• [図書] PAR-1 kinase and cell polarity (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Suzuki
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: Springer
• [備考] 横浜市立大学 生命医科学研究科 分子細胞医科学研究室 鈴木グループ
  • URL: http://www.tsurumi.yokohama-cu.ac.jp/mcbl/suzuki/index.html