メラニン色素輸送制御の分子メカニズムの解明

2007 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 18207015
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (50311361)
• キーワード: メラノソーム輸送 / Rab27A / Rabエフェクター / シナプトタグミン様蛋白質 / Griscelli症候群 / Slac2-a / melanophilin / ミオシンVa / 膜輸送

研究概要

メラニン色素は皮膚や毛髪を作る細胞自身が合成するのではなく、皮膚の基底層に存在するメラノサイトと呼ばれる特殊な細胞で合成され、メラノソームと呼ばれる特殊なオルガネラに貯蔵されている。核の周辺で成熟したメラノソームは細胞内に張り巡らされた微小管とアクチン線維により、細胞膜まで輸送され、細胞膜につなぎ止められる。メラノソームは最終的に隣接するケラチノサイトや毛母細胞に受け渡され、皮膚や毛髪の暗色化が引き起こされる。このようなメラノソームの細胞内での動きは顕微鏡でも容易に観察することができることから、その動き自身は古くから知られていたが、メラノソーム輸送の分子メカニズムに関する詳細は現在でも十分に解明されていない。本研究課題では、メラノソーム輸送の各輸送ステップ(メラノソームの形成・微小管輸送・アクチン線維への受け渡し・アクチン輸送・細胞膜へのつなぎ止め・ケラチノサイトへの転移の6つのステップ)を制御する因子を同定することにより、メラノソーム輸送の分子メカニズムの全貌を解明することを目的としている。これまでの研究で、アクチン線維への受け渡し及びアクチン輸送に必須の役割を果たす低分子量G蛋白質Rab27Aを不活性化する酵素Rab27A-GAPの同定に成功している。また、本年度は特に微小管上のメラノソーム輸送を司るRabに焦点を当て、マウスやヒトに存在するRabファミリーを網羅的に解析することにより、候補となるRabアイソフォームを同定することにも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Synaptotagmin VII splice variants α, β, and δ are expressed in pancreatic β-cells and regulate insulin exocytosis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Gauthier, B. R., Duhamel, D. L., Iezzi, M., Theander, S., Saltel, F., Fukuda, M., Wehrle-Haller, B. & Wollheim, C. B.
  • 雑誌名: FASEB J. 22 ページ: 194-206
  • 査読あり
• [雑誌論文] JNK mediates Syt 4 localization to mature secretory vesicles and enhances Ca^<2+>-evoked release. (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., Higuchi, M., Hirabayashi Y., Fukuda, M. & Gotoh, Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 27 ページ: 76-87
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confusion in the nomenclature of synaptotagmins V and IX: which is which? (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M. & Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Calcium Binding Proteins 3 ページ: 1-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin VII modulates the kinetics of dense-core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T. & Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 511-519
  • 査読あり
• [雑誌論文] Up-regulation of ras-GAP genes is reversed by a MEK inhibitor and doxorubicin in v-Ki-ras transformed NIH/3T3 fibroblasts. (2007)
  • 著者名/発表者名: Hashii, M., Fukuda M., Nomura, H., Ito, N., Takahashi, H., Hattori, S., Mikoshiba, K., Noda, M. & Higuchi, Y.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 356 ページ: 374-380
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab10, a target of the AS160 Rab GAP, is required for insulin-stimulated translocation of GLUT4 to the adipocyte plasma membrane. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sano, H., Eguez. L., Teruel, M. N, , Fukuda, M., Chuang, T. D., Chavez, J. A., Lienhard, G. E. & McGraw, T. E.
  • 雑誌名: Cell Metab. 5 ページ: 293-303
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin(Syt)IX is an essential determinant for protein sorting to secretory granules in mast cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Haberman, Y., Ziv, I., Gorzalczang, Y., Hirschberg, K, , Mittleman, L., Fukuda, M. & Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Blood 109 ページ: 3385-3392
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synaptotagmin I binds intestinal epithelial NHE3 and mediates cyclic AMP-and Ca^<2+>-induced endocytosis by recruitment of AP2 and clatyrin (2007)
  • 著者名/発表者名: Musch, M. W., Arvaus, D. L., Walsh-Reitz, M. M., Uchiyama, K., Fukuda, M. & Chang, E. B.
  • 雑誌名: Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 292 ページ: G1549-1558
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomic analysis of insulin secretory granules. (2007)
  • 著者名/発表者名: Brunner, Y., Coute, Y., Iezzi, M., Foti, M., Fukuda, M., Hochstrasser, D., Wollheim, C. B. & Sanchez, J.-C.
  • 雑誌名: Mol. Cell. Proteomics 6 ページ: 1007-1017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cholesterol controls lipid endocytosis through rabll. (2007)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, M., Murate, M., Fukuda, M., Sato, S. B., Ohta, A. & Kobayashi, T.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 18 ページ: 2667-2677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial segregation of degradation- and recycling-trafficking pathways in COS-1 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Misaki, R., Nakagawa, T., Fukuda, M., Taniguchi, N. & Taguchi, T.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 360 ページ: 580-585
  • 査読あり
• [雑誌論文] Myosin Vb is required for trafficking of cystic fibrosis transmembrane conductance regulator in Rablla-specific apical recycling endosomes in polarized human airway epithelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Swiatecka-Urban, A., Talebian, L., Kanno, E., Moreau-Marquis, S., Coutermarsh, B., Hansen, K., et. al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 23725-23736
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラニン色素輸送の分子メカニズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田 光則
  • 雑誌名: 太陽紫外線肪御研究委員会学術報告 17 ページ: 45-49
• [雑誌論文] Rabファミリータンパク質による膜輸送制御の特異性と多様性 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田 光則
  • 雑誌名: 生化学 79 ページ: 1046-1051
• [学会発表] Role of small GTPase Rab27A and its effectors in regulated exocytosis. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 学会等名: The 1st International Conference of Tohoku Neuroscience GCOE "from Genes to Development and Behavior"
  • 発表場所: Zao
  • 年月日: 2008-01-23
• [学会発表] TBCドメインを含む新規Rab3A-GAPのスクリーニング (2007)
  • 著者名/発表者名: 石橋弘太郎、菅野栄子、伊藤敬、福田光則
  • 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: 2007-12-13
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Rab27Aによる膜輸送制御の分子基盤の解明 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第30回日本分子生物学会三菱化学奨励賞授賞講演
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-12-12
• [学会発表] Regulation of secretory vesicle exocytosis by Rab small GTPases. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 学会等名: International Symposium on Membrane Traffic
  • 発表場所: Awaji
  • 年月日: 2007-11-29
• [学会発表] Rab4 negatively regulates CFTR expression in the plasma membrane in buman airway epithelial cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M. & Swiatecka-Urban, A.
  • 学会等名: The 20th Annual North American Cystic Fibrosis Conference
  • 発表場所: Anaheim, USA
  • 年月日: 2007-10-05
• [学会発表] シナプトタグミン7による調節性分泌制御機構の可視化解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井貴司、福田光則
  • 学会等名: 第30回日本神経科学大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2007-09-11
• [学会発表] 低分子量Gタンパク質Rab27とエフェクター分子による分泌小胞輸送の制御機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田 光則
  • 学会等名: 第46回日本発生生物学会・第59回日本細胞生物学会合同大会・ミニシンポジウム
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-05-28
• [学会発表] 肌や髪の毛が黒くなる仕組みーメラニン色素は動く! (2007)
  • 著者名/発表者名: 福田 光則
  • 学会等名: 東北大学大学院生命科学研究科春期講習会
  • 発表場所: 弘前
  • 年月日: 2007-04-21
• [図書] "Rab27による分泌小胞の輸送制御メカニズム", ブレインサイエンスレビュー2008 (2008)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 総ページ数: 91-106
  • 出版者: 財団法人 ブレインサイエンス振興財団
• [備考]
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/neuro/t_fukuda.html