神経極性形成を引き起こす新規分子Shootin1の分子作用機構と脳内機能の解析

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20300111
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 神経科学一般
• 研究機関: 奈良先端科学技術大学院大学
• 研究代表者: 稲垣 直之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (20223216)
• 研究分担者: 島田 忠之 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (80379552)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 神経細胞 / 極性 / 軸索 / Shootin1 / アクチン / 成長円錐 / クラッチ分子

研究概要

本研究では、Shootin1が軸索にいかにして濃縮するのかを解析しShootin1が軸索のWave内のアクチンフィラメントと相互作用することによって軸索先端に輸送されることが解った。また、Shootin1が「クラッチ分子」としてアクチンフィラメントと細胞接着分子L1とを連結することにより軸索伸長のための牽引力を生み出すことがわかった。さらに、Shootin1ノックアウトマウスを作成して解析を行なったところ、大脳皮質、海馬、嗅球、中隔野、脳梁、海馬交連といった脳内の複数の領域で形成不全が認められた。このことから、Shootin1が脳神経系の発達に重要な役割を果たすことが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Systems biology of symmetry-breaking during neuronal polarity formation (2011)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之, 鳥山道則, 作村諭一
  • 雑誌名: Dev.Neurobiol. 71 ページ: 584-493
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic changes in the leaf proteome of a C3 xerophyte, Citrullus lanatus (wild watermelon), in response to water deficitwatermelon) (2011)
  • 著者名/発表者名: Akashi, K., Yoshida, K., Kuwano, M., Kajikawa, M., Yoshimura, K., Hoshiyasu, S., Inagaki N., Yokota, A.
  • 雑誌名: in response to water deficit, Planta (in press )
  • 査読あり
• [雑誌論文] 神経細胞が突起の長さを検知する仕組みと神経細胞の対称性の破れ (2011)
  • 著者名/発表者名: 鳥山道則、作村諭一、稲垣直之
  • 雑誌名: 遺伝 65 ページ: 80-86
• [雑誌論文] A diffusion-based neurite length sensing mechanism involved in neuronal symmetry-breaking (2010)
  • 著者名/発表者名: Toriyama M., Sakumura Y., Shimada, T., Ishii, S., Inagaki N.
  • 雑誌名: Mol.Syst.Biol. 6 ページ: 394
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proteomics analysis of temporal changes in axonal proteins during maturation (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamatani, H., Kawasaki T., Mita S.Inagaki N.Hirata T.
  • 雑誌名: Dev.Neurobiol. 70 ページ: 523-537
  • 査読あり
• [雑誌論文] ニューロンにはアクソンは1本しかないのか? (2010)
  • 著者名/発表者名: 鳥山道則、稲垣直之
  • 雑誌名: Clinical Neuroscience 28 ページ: 113
• [雑誌論文] Shootin1 interacts with actin retrograde flow and L1-CAM to promote axon outgrowth (2008)
  • 著者名/発表者名: Shimada T., Toriyama M., Uemura K., Kamiguchi H., Sugiura T., Watanabe N.Inagaki N.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 181 ページ: 817-829
  • 査読あり
• [学会発表] Neuronal symmetry-breaking by a positive feedback loop involving neurite length-dependent shootin1 accumulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Toriyama M., Sakumura Y., Shimada T., Ishii, S, Inagaki N.
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 50th Annual Meeting
  • 発表場所: Philadelphia, USA.
  • 年月日: 2010-12-14
• [学会発表] Generation of mechanical force for axon outgrowth by the molecular clutch mechanism、ワークショップ「細胞が感じる力と生みだす力」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-11
• [学会発表] 軸索伸長を引き起こすクラッチメカニズムの分子ネットワークの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 久保佑亮、鳥山道則、稲垣直之
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会・第83回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-12-08
• [学会発表] Multimodal feedback control for neuronal morphological polarization (2010)
  • 著者名/発表者名: 作村諭一, 鳥山道則, 稲垣直之
  • 学会等名: The 33rd annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuro2010)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Shootin2 : a candidate for a clutch molecule involved in the migration of ganglionic eminence-derived inhibitory neurons (2010)
  • 著者名/発表者名: Shibata, H.S., Katsuta, K., Toriyama M., Kanemura, S., Horinouchi, K., Inagaki N.
  • 学会等名: The 33rd annual Meeting of the Japan Neuroscience Society (Neuro2010)
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2010-09-04
• [学会発表] Rab33a interacts with singar1 and promotes axon formation (2010)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa H., Sada, T., Mori, T., Fukuda, M., Inagaki N.
  • 学会等名: 第62回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2010-05-19
• [学会発表] 神経細胞の対称性の破れに関与するポジティヴフィードバックループ、シンポジウム「フィードバックループと形づくり」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] 神経極性の安定化に関与する新規分子Singar1の作用機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中澤瞳、佐田忠行、森達也、福田光則、稲垣直之
  • 学会等名: 第82回日本生化学会大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2009-10-24
• [学会発表] クラッチ分子Shootin1による神経突起伸長機構の解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥山道則、島田忠之、上口裕之、杉浦忠男、渡邊直樹、稲垣直之
  • 学会等名: 第32回日本神経科学大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-09-16
• [学会発表] プロテオミクスと数理解析から見えてきた神経細胞が極性を獲得する仕組み、モーニングレクチャー (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之
  • 学会等名: 第56回日本生化学会近畿支部会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-07-18
• [学会発表] Shootin1による神経突起長の計測と神経突起伸長の促進は神経極性形成を誘導する (2009)
  • 著者名/発表者名: 鳥山道則、作村諭一、島田忠之、石井信、稲垣直之
  • 学会等名: 第61回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-06-02
• [学会発表] Shootin1を介した神経細胞の非対称性獲得、シンポジウム「システム生物学による機能解剖学」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之
  • 学会等名: 第114回日本解剖学会総会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] A neurite-length sensing system involved in neuronal symmetry breaking (2008)
  • 著者名/発表者名: 稲垣直之
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同大会シンポジウム「神経細胞と極性」
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Shootin1による神経突起計測および神経突起伸長の促進は神経極性形成を誘導する (2008)
  • 著者名/発表者名: 鳥山道則、作村諭一、島田忠之、石井信、稲垣直之
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2008-12-10
• [学会発表] Shootin1は成長円錐のアクチンフィラメント求心性流動と細胞接着分子L1-CAMとを連結することによって神経軸索伸長を促進する (2008)
  • 著者名/発表者名: 島田忠之、鳥山道則、上口裕之、杉浦忠男、渡邊直樹、稲垣直之
  • 学会等名: 第60回日本細胞生物学会大会ミニシンポジウム「細胞突起の形成と発達のメカニズム」
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-06-29
• [図書] Neuronal Process Outgrowth, In Lajtha F.W., Mikoshiba, K.(eds) : Handbook of Neurochemistry and Molecular Neurobiology (2009)
  • 著者名/発表者名: Mori T., Inagaki N., Kamiguchi H.
  • 総ページ数: 40-44
  • 出版者: Springer-Verlag
• [産業財産権] 神経成長円錐局在分子Shootinlもしくはそのスプライシングバリアントを利用した神経軸索の形成・伸長と神経再生への応用 (2010)
  • 発明者名: 稲垣直之、島田忠之、鳥山道則、小原牧、長瀬隆弘
  • 権利者名: 国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学、財団法人かずさディー・エヌ・エー研究所
  • 産業財産権番号: 特許,特許第4592352号
  • 取得年月日: 2010-08-24