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2015 年度 実施状況報告書

神経成長円錐のアクチン再編を伴う小胞輸送機構

研究課題

研究課題/領域番号 15K06769
研究機関新潟大学

研究代表者

野住 素広  新潟大学, 医歯学系, 講師 (00420323)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードアクチン / エンドサイトーシス
研究実績の概要

成長円錐の先導端は伸長する軸索の最前線で、膜上に存在する多様な受容体-リガンド相互作用で神経成長やシナプス形成、神経再生が決定付けられる。申請者は小胞蛋白質シナプトフィジン(SYP)のGFPライブイメージングで、成長円錐の先導端近傍にSYPが多数の点状に集積する様子を観察した。この先導端のSYP集積はダイナミンと共局在したことから、エンドサイトーシスによる小胞形成が先導端で生じると考えられる。これらの小胞のほとんどはクラスリンとは共局在せず、一方でBARタンパク質のエンドフィリンと共局在することを明らかにした。この結果は、成長円錐の先導端でクラスリンが介在しない、エンドフィリン介在性のエンドサイトーシスが生じることを示唆する。
先導端はF-アクチンに富む部位であることから、エンドサイトーシスとF-アクチンの関係を2色蛍光ライブイメージングで調べた。フィロポディアのごく近傍でエンドフィリン、およびSYPの集積が生じることを明らかにした。先導端へのエンドフィリンの集積は 1)アクチン重合阻害、2)アクチン束化因子ファシンの発現抑制、のいずれでも顕著に消失した。これは先導端のエンドフィリン介在性エンドサイトーシスがフィロポディア形成に伴って生じる可能性を強く示唆する。
成長円錐におけるエンドサイトーシスの空間分布を明らかにするため、エンドフィリンおよびクラスリンの分布を全反射照明蛍光(TIRF)像で比較した。クラスリンは成長円錐の基底部に分布がみられたのに対し、エンドフィリンは基底部にほとんど分布していなかった。超解像顕微鏡による3次元蛍光像の結果と合わせると、クラスリンが成長円錐の基底部に多く分布しているのに対し、エンドフィリンはアクチン束に沿って成長円錐の表面側(非接着面)の膜直下に集積することが分かった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

成長円錐の先導端で生じるSYP集積がエンドサイトーシスによるものであることをダイナミン、エンドフィリンとの共局在を示すことで証明した。クラスリン介在性エンドサイトーシスではみられない、フィロポディアとの関係性を初めて明らかにした。

今後の研究の推進方策

本課題が着目している先導端のエンドサイトーシスで取り込まれる膜タンパク質、脂質を既に数種類同定している。それらの確証性を検証するとともに、成長円錐機能に関連した分子群との関係性を明らかにする。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Membrane retrieval synchronizes with the actin bundling in the growth cone2016

    • 著者名/発表者名
      Motohiro Nozumi, Michihiro Igarashi
    • 学会等名
      Keystone Symposia; Axons: From Cell Biology to Pathology
    • 発表場所
      Eldorado Hotel & Spa (米国・サンタフェ)
    • 年月日
      2016-01-26
    • 国際学会
  • [学会発表] 成長円錐の先導端で生じるアクチン束形成に伴うエンドサイトーシス2015

    • 著者名/発表者名
      野住素広、五十嵐道弘
    • 学会等名
      BMB2015(第38回日本分子生物学会年会、第88回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] 成長円錐のフィロポディア形成に伴うエンドサイトーシス2015

    • 著者名/発表者名
      野住素広、五十嵐道弘
    • 学会等名
      第38回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫)
    • 年月日
      2015-07-28

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公開日: 2017-01-06  

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