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2012 年度 実績報告書

遺伝子改変マウスを用いた哺乳類セプチン系の生理機能の探索と解析

研究課題

研究課題/領域番号 23370084
研究機関名古屋大学

研究代表者

木下 専  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (30273460)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
キーワード細胞骨格 / 微小管 / 脱アセチル化 / 神経突起 / 大脳皮質ニューロン / 神経回路形成 / 遺伝子改変マウス / RNA干渉
研究概要

酵母からヒトまで保存された重合性GTPaseファミリーであるセプチン(ヒトではSEPT1-14)は細胞骨格系の構成要素としてアクトミオシンや微小管と協調して細胞形態制御に関与する一方、多様な膜蛋白質の局在や機能を規定する拡散障壁や足場を形成する。しかし、その多機性とサブユニット間の機能重複のために、特に哺乳類においては細胞機能、生理機能、病態との関連のいずれのレベルにおいても不明な点が多い。そこで、RNAiでセプチンを枯渇させた初代培養大脳皮質ニューロンや独自に作製したSept7 コンディショナル・ノックアウトマウス由来の初代培養大脳皮質ニューロンを細胞形態・蛋白質レベルで解析し、セプチンおよび関連分子ネットワークの解析を行った。さらに、個体レベルでも大脳皮質ニューロンのセプチン遺伝子のノックダウンおよびノックアウト実験を行った。これらの実験、さらに関連する生化学実験や薬理学的実験の結果を統合して神経突起伸展や分化においてセプチンによる微小管脱アセチル化の抑制が必須であることを示し、神経回路形成を支える分子メカニズムに関する新たな知見を明らかにした(論文投稿中)。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

培養神経細胞およびマウス個体の脳の双方でセプチンの分子機能に関する一貫した結果が得られ、神経突起形成の分子メカニズムの一端を解明した。

今後の研究の推進方策

引き続き計画に沿ってin vivoおよびin vitroの検証実験を進める。具体的には高解像度ライブイメージングによる微小管ダイナミクスへの影響の定量解析や薬理学的実験などを通して神経突起形成の分子メカニズムにおけるセプチンの分子機能を詳細に検討する。他の論文の年度内の投稿を目指す。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 運動による脳の活性化のしくみ2013

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、木下 専
    • 雑誌名

      健康医科学

      巻: 28 ページ: 44-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localization of septin proteins in the mouse cochlea.2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshida A, Yamamoto N, Kinoshita M, Hiroi N, Hiramoto T, Kang G, Trimble WS, Tanigaki K, Nakagawa T, Ito J.
    • 雑誌名

      Hearing Research

      巻: 286 ページ: 40-51

    • DOI

      10.1016/j.heares.2012.04.015.

    • 査読あり
  • [学会発表] Differential clustering of septin subunits beneath specific perisynaptic membrane domains in the cerebellar cortical neurons and glia.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurita, Yugo Fukazawa, Natsumi Ageta-Ishihara, Ryuichi Shigemoto, Makoto Kinoshita.
    • 学会等名
      The 6th international neural microcircuit conference.
    • 発表場所
      岡崎コンファレンスセンター(愛知県)
    • 年月日
      20130625-20130626
  • [学会発表] Immuno-EM 3D reconstruction analysis of the septin family GTPases which constitute the membrane skeleton in neurons and glia.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurita, Yugo Fukazawa, Natsumi Ageta-Ishihara, Ryuichi Shigemoto, and Makoto Kinoshita.
    • 学会等名
      The 14th International Membrane Research Forum
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      20130315-20130316
  • [学会発表] Immuno-EM 3D reconstruction analysis of septin subunits in the cerebellum.2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Kurita, Yugo Fukazawa, Natsumi Ageta-Ishihara, Ryuichi Shigemoto, Makoto Kinoshita.
    • 学会等名
      Frontiers in Structural Physiology Symposium
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県)
    • 年月日
      20130122-20130122
  • [学会発表] Septins facilitate neurite outgrowth through HDAC6-mediated microtubule deacetylation2012

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Ageta-Ishihara, Makoto Kinoshita.
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場(福岡県)
    • 年月日
      20121212-20121212
    • 招待講演
  • [学会発表] Septin-dependent microtubule regulation required for the outgrowth of axons and dendrites2012

    • 著者名/発表者名
      Natsumi Ageta-Ishihara, Makoto Kinoshita.
    • 学会等名
      第35回日本神経科学大会 公開シンポジウム「神経突起の形成とリモデリングを制御する新規メカニズムと普遍原理」
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 年月日
      20120921-20120921
    • 招待講演
  • [図書] 生化学辞典(第5版)2013

    • 著者名/発表者名
      上田(石原)奈津実、木下 専
    • 総ページ数
      未定
    • 出版者
      東京化学同人

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公開日: 2014-07-24  

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