神経管形成に必要な平面内極性を制御する内的および機械的刺激の解析

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17K07427
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 西村 珠子 奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 助教 (40415261)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: Wnt / BARタンパク質

研究実績の概要

神経管は、神経上皮細胞層が前後軸に沿って陥入し、管腔を形成する。神経上皮細胞層が陥入する際には、平面内極性分子Celsr1が背腹軸方向の細胞間接着に分布し、アクチン繊維を極性収縮させるが、Celsr1を背腹軸方向に分布させるための上流シグナルは未解明である。そこで、細胞に加わる機械的刺激やWntリガンド等の内的刺激がCelsr1に作用し、極性分布させる可能性について検討を行っている。
一方BARファミリータンパク質は、脂質膜に結合して多量体を形成し、膜の突出構造や陥入構造を形成する。中でも、細胞膜の突出構造を形成するI-BARタンパク質は、細胞突起を介したWnt8aの細胞間情報伝達に関与し、神経管形成にも関与することが報告されている。
我々はこれまでに、一部のWnt分子が、エンドソーム由来の細胞外小胞であるエクソソームに加え、細胞突起由来の細胞外小胞であるマイクロベシクルを介して細胞外に分泌されることを見出した。
今年度は、Wnt分子のマイクロベシクルを介した分泌におけるI-BARタンパク質の関与について検討を行った。一部のWnt分子は、活性化型I-BARタンパク質を共発現すると、マイクロベシクル画分への分布量が増加した。それらのWnt分子は、免疫染色により、細胞突起においてI-BARタンパク質と共局在することがわかった。さらに、マイクロベシクル画分のWntは、Wnt受容体のシグナル伝達を活性化した。
これらの検討により、Wntの少なくとも一部はマイクロベシクルを介して分泌され、Wnt受容体を活性化すること、その分泌にはI-BARタンパク質が関与することが示唆された。今後は、これらの機能がCelsr1の極性分布に関与するかどうかを解明する必要がある。

研究成果

• [雑誌論文] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS7 (2019)
  • 著者名/発表者名: Hanawa-Suetsugu K*, Itoh Y*, Ab Fatah M*, Nishimura T*, Takemura K, Takeshita K, Kubota S, Miyazaki N, Wan Mohamad Noor WNI, Inaba T, Nguyen NTH, Hamada-Nakahara S, Oono-Yakura K, Tachikawa M, Iwasaki K, Kohda D, Yamamoto M, Kitao A, Shimada A, Suetsugu S (*equally contributed)
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 10 ページ: 4763
  • DOI: 10.1038/s41467-019-12738-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Wntのマイクロベシクル局在におけるI-BARドメインタンパク質の役割 (2019)
  • 著者名/発表者名: 中村 暢明、西村 珠子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] I-BARタンパク質MIMを介したマイクロベシクルの形成機序 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村珠子、大山 拓也、Hu Hooi Ting、塙 京子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 細胞生物学研究者による細胞生物学におけるデータサイエンスの試み (2019)
  • 著者名/発表者名: 末次 志郎、西村 珠子、重根 桂、日朝 祐太、大竹 義人、佐藤 嘉伸
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞突起形成タンパク質IRSp53のドメイン依存的な分泌制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 高橋 茉奈美、西村 珠子、塙 京子、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] The interaction between I-BAR domain proteins and ALIX in the formation and release of extracellular vesicles (2019)
  • 著者名/発表者名: Hooi Ting Hu、Tamako Nishimura、Shiro Suetsugu
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 機械学習を用いたタンパク質局在に基づく細胞形態の記述の試み (2019)
  • 著者名/発表者名: 重根 桂、西村 珠子、日朝 祐太、大竹 義人、佐藤 嘉伸、末次 志郎
  • 学会等名: 第42回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Development of the Green Photoswitchable Fluorescent Protein with Fixation Resistance, a Variant of Eos Fluorescent Protein. (2019)
  • 著者名/発表者名: Mitsuo Osuga, Tamako Nishimura, Shiro Suetsugu
  • 学会等名: ASCB/EMSO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] In-vitro FRET Analysis of Growth Arrest-Specific Protein 7 (GAS7). (2019)
  • 著者名/発表者名: Wan Nurul Izzati Wan Mohamad Noor, Tamako Nishimura, Shiro Suetsugu
  • 学会等名: ASCB/EMSO 2019 meeting
  • 国際学会
• [学会発表] I-BARタンパク質MIMによる細胞膜切断を介したマイクロベシクル形成機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 西村珠子、末次志郎
  • 学会等名: 第92回日本生化学会年大会
  • 招待講演