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2007 年度 実績報告書

G蛋白質シグナルによる細胞構造改変プロセスの単分子イメージング解析

研究課題

研究課題/領域番号 17079004
研究機関京都大学

研究代表者

渡邊 直樹  京都大学, 医学研究科, 准教授 (80303816)

キーワード細胞・組織 / 一分子計測 / 生体分子 / ナノバイオ / G蛋白質 / mDia / 細胞シグナル / フォルミンファミリー
研究概要

以前,われわれはFormin蛋白質の1つmDia1が細胞内のアクチン重合端に結合し,線維伸長に従い移動することを分子可視化によって発見した(Science 303:2007-10,2004).この分子移動は,mDia1の活性中心であるFH1-FH2領域の部分変異体では恒常的に観察されるものの,野生型mDia1の分子観察では頻度は稀である.
本研究では,mDia1が高頻度に分子移動する条件を検索し、予想外にもLatrunculin Bなど単量体アクチン阻害剤によって10秒以内にmDia1の分子移動が惹起されることを見出した.薬剤動態シミュレーションから,このアクチン単量体阻害剤処理が薬から遊離したアクチン単量体も急上昇させるという,予想外の逆説的作用が確認された.重合不能のアクチン変異体の強制発現でもmDia1活性化が惹起されることから,Gアクチン濃度の上昇がmDia1によるアクチン重合-伸長を誘発すると考えられる。アクチン脱重合因子コフィリンの結合タンパク質AIP1が集中する部位,すなわち脱重合からアクチン単量体が多量に放出される部位に一致して,mDia1によるアクチン核化頻度上昇を確認した.本発見は,細胞内における単量体アクチンの変動をmDia1のFH2領域が感知し,高効率にアクチン重合核形成を引き起こすことを示す(投稿中).更に、単量体アクチンの変動が予想される細胞シグナルと本機構との関連を見出しつつある.また、関連してmDiaのアイソフォームの1つ、mDia2がNIH3T3細胞の細胞質分裂に重要な働きをもつことを報告した。
また,奈良先端大の稲垣らと共同で,彼らが神経細胞の成長円錐伸展を増強させる分子として以前報告したShootin-1がアクチンの求心性流動に会合することを発見し、神経突起の伸展メカニズムにおけるShootin-1とアクチン流動とのリンクが果たす役割の解明に貢献した。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] mDia2 Induces the Actin Scaffold for the Contractile Ring and Stabilizes its Position during Cytokinesis in NIH 3T3 Cells.2008

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S., Ando Y., Yasuda S., Hosoya, H., Watanabe N., Ishizaki T. and Narumiya S.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell (印刷中)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アクチン重合システムを解く分子イメージング:みえない脱重合反応をとらえる2007

    • 著者名/発表者名
      渡邊 直樹
    • 雑誌名

      分子細胞治療 第6巻

      ページ: 77-82

  • [雑誌論文] Shootinl interacts with actin retrograde flow and L1-CAM to promote axon outgrowth.

    • 著者名/発表者名
      Shimada T, Toriyama M., Uemura K., Kamiguchi H, Sugiura T., Watanabe N. and Inagaki N.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology (印刷中)

    • 査読あり
  • [学会発表] Challenging frequent filament severing-annealing hypothesis by single-molecule imaging of AIP1, a cofilin-dependent actin barbed end interacting protein.2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Watanabe
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-11
  • [学会発表] 細胞内G&Fアクチンのホメオスターシス2007

    • 著者名/発表者名
      渡邊 直樹
    • 学会等名
      「アクチン・ミオシン:分子と細胞を如何にして結び付けるか」の会(特定領域研究「生体ナノシステムの制御」主催)
    • 発表場所
      東京(早稲田大学)
    • 年月日
      2007-11-10
  • [学会発表] Molecular kinetics of AIP1, a cofilin-dependent actin barbed end interacting protein. in lamellipodia: Evidence for frequent filament severing.2007

    • 著者名/発表者名
      Naoki Watanabe
    • 学会等名
      SEMM Workshop on Cell Migration: from Molecules to Organisms and Diseases.
    • 発表場所
      イタリア・ミラノ
    • 年月日
      2007-05-13
  • [図書] 非侵襲・可視化技術ハンドブック-ナノ・バイオ・医療から情報システムまで-(共著)第8章第10節 アクチン細胞骨格のダイナミクスの可視化2007

    • 著者名/発表者名
      渡邊 直樹(小川誠二, 上野照剛編)
    • 総ページ数
      81080
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス出版
  • [備考]

    • URL

      http://www5.mfour.med.kyoto-u.ac.jp/n-watanabe.html

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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