ゲノム編集技術を活用したWnt/ PCPシグナル経路の新規制御機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07054
• 研究機関: 熊本大学
• 研究代表者: 菊池 浩二 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (70457290)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: Wnt/PCPシグナル経路 / Wnt5aシグナル経路 / 微小管リモデリング / 微小管結合蛋白質 / Dishevelled / 前後極性 / 平面内細胞極性 / 上皮組織

研究実績の概要

Wntシグナル経路のひとつであるWnt/平面内細胞極性（planar cell polarity：PCP）シグナル経路（以降、Wnt/PCP）は、細胞運動時に観察される前後極性や上皮組織における上皮細胞の配向パターン（PCP）を制御することで、組織・器官形成に関与する。Wnt/PCPは、細胞骨格のひとつである微小管のリモデリングと相互的に協調して機能する可能性が示唆されてきたが、その詳細は明らかでない。
私共は、Wnt/PCPのひとつであるWnt5aシグナル経路がヒト子宮頚癌由来細胞株・HeLa細胞の細胞接着・運動を制御する事に着目し、HeLa細胞を用いたsiRNAライブラリーによる表現型スクリーニングを行った。これまでの研究経緯から、微小管結合タンパク質とそのパラログを対象としてスクリーニングを行い、Wnt5aシグナル経路を制御する新規分子としてMap7とそのパラログであるMap7D1（以降、Map7/7D1）を同定した。Map7/7D1は、Wnt5aシグナル経路の構成分子であるDishevelled（Dvl）と結合し、Wnt5aシグナル経路－微小管リモデリングの相互依存性を制御した。また、Map7/7D1がPCPの形成に関与するか否かを明らかにすべく、ショウジョウバエMap7/7D1ホモログ・Ensconsin（Ens）のPCP形成過程における機能を解析した。EnsはショウジョウバエDvlホモログ・Dshと結合し、その局在化を制御する事で、PCPの形成に関与した。さらに、Map7/7D1とEnsは共に、PCPを形成する上皮細胞において近位側に偏在化して局在した。局在化パターンとDvl/Dshとの結合の保存性から、Map7/7D1とEnsのPCP形成過程における機能が保存されていると考えられる。
以上の研究成果を纏めた論文がEMBO reportsに採択された。

研究成果

• [雑誌論文] Map7/7D1 and Dvl form a feedback loop that facilitates microtubule remodeling and Wnt5a signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori, T., Kikuchi, A., Uezu, A., Sakamoto, Y., and Nakanishi, H.
  • 雑誌名: EMBO Rep. 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of various spacers between biotin and the phospholipid headgroup on immobilization and sedimentation of biotinylated phospholipid-containing liposomes facilitated by avidin-biotin interactions. (2017)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, Y., Kikuchi, K., Umeda, K., and Nakanishi, H.
  • 雑誌名: J. Biochem. 巻: 162 ページ: 221-226
  • DOI: 10.1093/jb/mvx016.
  • 査読あり
• [学会発表] Map7/7D1 and Dvl form a feedback loop that facilitates microtubule remodeling and Wnt5a signaling. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori. T., Kikuchi, A., and Nakanishi, H.
  • 学会等名: KEY FORUM: The 3rd International Symposium on Stem Cell Traits and Developmental Systems.
• [学会発表] Coordination of cytoskeletal remodeling and Dishevelled localization in Wnt/PCP signaling by conserved microtubule-associated proteins. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori. T., Kikuchi, A., and Nakanishi, H.
  • 学会等名: ConBio2017
• [学会発表] Novel regulation mechanisms of microtubule dynamics during neurite outgrowth. (2017)
  • 著者名/発表者名: Kikuchi, K., Kuramoto, T., Uezu, A., Saito, T., Hisanaga, S., and Nakanishi, H.
  • 学会等名: 第69回日本細胞生物学会大会
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/lab1yakurihp/
• [備考] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0147459/
• [備考] Researchgate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Koji_Kikuchi/
• [備考] ORCID
  • URL: http://orcid.org/0000-0002-7616-8200
• [備考] ResearcherID
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/W-1048-2017