チューブリンポリグルタミン酸化修飾による一次繊毛構造・機能調節機構とその破綻

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23570209
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 浜松医科大学
• 研究代表者: 池上 浩司 浜松医科大学, 医学部, 准教授 (20399687)
• 研究協力者: 紺野 在 日本学術振興会, 特別研究員PD ; HANG Vu Thi 浜松医科大学, 技術補佐員 ; 小川 美也 浜松医科大学, 技術補佐員
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: 翻訳後修飾 / 繊毛病 / 微小管 / チューブリン / 繊毛 / 軸糸

研究概要

本研究では，一次繊毛においてチューブリンポリグルタミン酸化を調節している酵素の特定を目指し，TTLL1，TTLL6，CCP1という三つの酵素の特定に成功した．さらに，TTLL6の繊毛局在阻害，機能阻害により，チューブリンポリグルタミン酸化が繊毛軸糸の構造維持に必須であることを見出した．くわえて，ポリグルタミン酸化の低下と繊毛病ジュベール症候群との関連を示唆した．一次繊毛が高度に変形した網膜光受容細胞の維持には適切なポリグルタミン酸化レベルが必須であることを実証した．くわえて，CCP1の機能喪失によるポリグルタミン酸化レベル制御の破綻により光受容細胞内のタンパク質分布が異常になることを発見した．

研究成果

• [雑誌論文] Cytosolic carboxypeptidase 5 removesα- andγ-linked glutamates from tubulin (2013)
  • 著者名/発表者名: Berezniuk I, Lyons PJ, Sironi JJ, Xiao H, Setou M, Angeletti RH, Ikegami K, Fricker LD.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 288 ページ: 30445-30453
  • DOI: 10.1074/jbc.M113.497917
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ciliary and flagellar structure and function - their regulations by posttranslational modifications of axonemal tubulin (2012)
  • 著者名/発表者名: Konno A, Setou M, Ikegami K.
  • 雑誌名: Int Rev Cell Mol Biol 巻: 294 ページ: 133-170
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-394305-7.00003-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] CEP41 is mutated in Joubert syndrome and is required for tubulin glutamylation at the cilium (2012)
  • 著者名/発表者名: Lee JE, Silhavy JL, Zaki MS, Schroth J, Bielas SL, Marsh SE, Olvera J, Brancati F, Iannicelli M, Ikegami K, 他20名
  • 雑誌名: Nat Genet 巻: 44 ページ: 193-199
  • DOI: 10.1038/ng.1078
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytosolic carboxypeptidase 1 is involved in processingα- andβ-tubulin (2012)
  • 著者名/発表者名: Berezniuk I, Vu HT, Lyons PJ, Sironi JJ, Xiao H, Burd B, Setou M, Angeletti RH, Ikegami K, Fricker LD.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 287 ページ: 6503-6517
  • DOI: 10.1074/jbc.M111.309138
  • 査読あり
• [雑誌論文] Submolecular-scale imaging ofα-helices and C-terminal domains of tubulins by frequency modulation atomic force microscopy in liquid (2011)
  • 著者名/発表者名: Asakawa H, Ikegami K, Setou M, Watanabe N, Tsukada M, Fukuma T.
  • 雑誌名: Biophys J 巻: 101 ページ: 1270-1276
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2011.07.020
  • 査読あり
• [学会発表] 軸糸微小管の翻訳後修飾と繊毛・鞭毛の構造・機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,瀬藤光利
  • 学会等名: 第119回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 栃木
  • 年月日: 2014-03-28
• [学会発表] Analyzing ciliary motility of tubulin modification-deficient mice with three-dimensional tracking microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikegami K, Masaike T, Nishizaka T, Setou M.
  • 学会等名: FASEB Science Research Conferences–The Biology of Cilia & Flagella
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 20130623-28
• [学会発表] Environmental stimulus-responsive behavioral plasticity is regulated by intraflagellar transport of sensory cilia (2013)
  • 著者名/発表者名: Kimura Y, Konno A, Ikegami K.
  • 学会等名: The 25th CDB Meeting
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20130617-18
• [学会発表] Over-polyglutamylation causes the degeneration of ciliary photoreceptor cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Konno A, Hattori S, Matsuda C, Setou M, Ikegami K.
  • 学会等名: The 25th CDB Meeting
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 20130617-18
• [学会発表] Three-dimensional analysis of airway cilia motility and the regulation of ciliary motility by tubulin poly-modifications (2013)
  • 著者名/発表者名: Ikegami K, Masaike T, Nishizaka T, Setou M.
  • 学会等名: Gordon Research Conferences–Cilia, Mucus & Mucociliary Interactions
  • 発表場所: イタリア
  • 年月日: 20130407-12
• [学会発表] ポリグリシン化修飾酵素TTLL10ノックアウトマウスの気道上皮繊毛運動解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,政池知子,西坂崇之,瀬藤光利
  • 学会等名: 第73回日本解剖学会中部支部学術集会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2013-10-05
• [学会発表] ポリグリシン化修飾消失の進化的意義に関する考察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,政池知子,西坂崇之,瀬藤光利
  • 学会等名: 第4回繊毛研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-09-06
• [学会発表] プリズム分光を用いた光学顕微鏡データの三次元化による気管上皮繊毛運動の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,政池知子,西坂崇之,瀬藤光利
  • 学会等名: 第118回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 香川
  • 年月日: 2013-03-30
• [学会発表] 網膜視細胞の維持におけるチューブリンポリグルタミン酸化レベルの適切な調節の重要性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 紺野在,服部紗由美,松田千鶴,瀬藤光利,池上浩司
  • 学会等名: 第83回日本動物学会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 20120913-15
• [学会発表] Severe ciliopathy-related phenotypes in mice with dysregulation of tubulin polyglutamylation (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikegami K, Konno A, Hattori S, Matsuda C, Setou M.
  • 学会等名: CILIA2012 Conference
  • 発表場所: イギリス
  • 年月日: 20120516-18
• [学会発表] Three-dimensional analysis of airway cilia motility (2012)
  • 著者名/発表者名: Ikegami K, Masaike T, Nishizaka T, Setou M.
  • 学会等名: 2011 Annual Meeting of ASCB
  • 発表場所: アメリカ
  • 年月日: 2012-12-03
• [学会発表] マウス気管上皮繊毛運動の三次元解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,政池知子,西坂崇之,瀬藤光利
  • 学会等名: 第3回繊毛研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] チューブリンポリグルタミン酸化の適切な制御は網膜光受容体の維持に重要である (2012)
  • 著者名/発表者名: 紺野在,服部紗由美,松田千鶴,瀬藤光利,池上浩司
  • 学会等名: 第3回繊毛研究会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-06-08
• [学会発表] Proper regulation of tubulin poly-glutamylation is essential for the maintenance of retinal photoreceptor cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Konno A, Hattori S, Matsuda C, Setou M, Ikegami K.
  • 学会等名: 第45回日本発生生物学会・第64回日本細胞生物学会合同大会
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2012-05-29
• [学会発表] グルタミン酸化修飾の機能 (2012)
  • 著者名/発表者名: 瀬藤光利,池上浩司
  • 学会等名: 第76回日本生化学会中部支部会・シンポジウム
  • 発表場所: 岡崎
  • 年月日: 2012-05-26
• [学会発表] 脱ポリグルタミン酸化酵素CCP1欠損ミュータントマウスの網膜解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,服部紗由美,松田千鶴,瀬藤光利
  • 学会等名: 第117回日本解剖学会総会・全国学術集会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2012-03-28
• [学会発表] 脱ポリグルタミン酸化酵素CCP1欠損マウス網膜における過剰ポリグルタミン酸化と網膜変性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 紺野在,服部紗由美,松田千鶴,瀬藤光利,池上浩司
  • 学会等名: 「修飾シグナル病」第二回公開シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-01-28
• [学会発表] 気管上皮繊毛の三次元運動解析～ポリ修飾による運動制御解析に向けて～ (2012)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,政池知子,西坂崇之,瀬藤光利
  • 学会等名: 2012年生体運動合同班会議
  • 発表場所: 茨城
  • 年月日: 2012-01-08
• [学会発表] チューブリンポリグルタミン酸化修飾の生理学的意義に関する研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,瀬藤光利
  • 学会等名: 第71回日本解剖学会中部支部学術集会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2011-10-16
• [学会発表] アナログ翻訳後修飾酵素群の同定と哺乳類における役割 (2011)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,瀬藤光利
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-24
• [図書] 実験医学別冊「見つける、量る、可視化する!質量分析実験ガイド」(杉浦悠毅、末松誠[編]) (2013)
  • 著者名/発表者名: 池上浩司,新間秀一,瀬藤光利
  • 総ページ数: 69-80
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.hama-med.ac.jp/mt/setou/ja/laboratory/ikegami/
• [備考]
  • URL: http://researchmap.jp/KojiIkegami/