キネシンモーター分子群の機能と制御の統合生物学的研究

2015 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23000013
• 研究種目: 特別推進研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 廣川 信隆 東京大学, 大学院医学系研究科, 特任教授 (20010085)
• 連携研究者: 武井 陽介 東京大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20272487) ; 金井 克光 東京大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (80214427) ; 岡田 康志 東京大学, 大学院医学系研究科, 助手 (50272430) ; 田中 庸介 東京大学, 大学院医学系研究科, 助手 (90302661) ; 仁田 亮 東京大学, 大学院医学系研究科, 助手 (40345038) ; 本間 典子 東京大学, 大学院医学系研究科, 講師 (50345039) ; 三木 玄方 東京大学, 大学院医学系研究科, 助教 (10361461) ; 小川 覚之 東京大学, 大学院医学系研究科, 特任助教 (40436572) ; 矢島 孔明 東京大学, 大学院医学系研究科, 特任研究員 (30376412)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2015
• キーワード: キネシンモーター分子群 / 細胞内物質輸送 / 微小管 / 統合生物学

研究成果の概要

主に以下の成果を得た。
1) KIFsの細胞内物質輸送における機能とその制御機構解明の課題について : a) KIF17が脳高次機能をKIF17, NR2Bの転写レベルで制御する。b) KIF17尾部のCaMKIIaによるリン酸化によりNR2Bカーゴの解離と高次脳機能を制御する。c) 刺激の豊かな環境下での飼育による海馬でのシナップス形成の亢進と記憶・学習機能の亢進は、KIF1Aが必須である。d) KIF3AによるN cadherinの荷積みと輸送が神経活動依存性のPKA/CaMKIIaによるリン酸化で亢進する。
2) 細胞内でのKIFsと微小管との相互作用による方向性輸送の解明について : a)方向性輸送の分子機構として、KIF5モーター領域が軸索起始部及び軸索内に優位に局在するGTP beta tubulinに富むGTP型微小管と親和性が強く、それにより軸索方向に進む事を解明。
3) KIFsの個体レベルでの機能の解明と関連疾患の課題について : a) KIF5Aが、GABARAPを介してGABA A受容体を輸送し、その障害により癲癇を起因する。b) KIF13Aは、セロトニン受容体5HT-1Aを輸送しその欠損は、不安症状の亢進を起因する。c) KIF19Aは、微小管プラス端で脱重合活性を持ち線毛の先端で微小管の長さを決め脳室周囲上衣細胞や、卵管上皮の線毛の長さを調節し、体液の流れを制御し、其の欠陥は、水頭症、女性不妊等を起因する。
4) KIFsの情報伝達因子としての新しい機能の解明の課題について :
a) KIF12は、膵ベータ細胞で微小管上にSP1-Hsc70と複合体を形成し、それらを安定化させperoxisomeの機能を制御し、oxidative stressを防御し、insulin分泌をコントロールしている。KIF12欠損によりこれらが障害されⅡ型糖尿病を起因する。同じ経路が高脂肪食摂取により起こり、それに伴う病態メカニズムを解明。

自由記述の分野

分子細胞生物学、神経生物学