核内膜タンパク質群による核ラミナ制御機構の解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23591263
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 三尾 和弘 独立行政法人産業技術総合研究所, バイオメディカル研究部門, 主任研究員 (40470041)
• 研究分担者: 松田 知栄 東京医科大学, 医学部, 講師 (50344099)
• キーワード: 核膜 / ラミノパチー / 電子顕微鏡 / タンパク質構造解析 / 中間径フィラメント

研究概要

A型ラミン(ラミンA)は核膜内面に局在する線維状の中間径フィラメントタンパク質である。他の核膜タンパク質群と結合して核の形状を支持するほか、DNAや転写因子とも相互作用し遺伝子発現の制御にも関わっている。ラミンAや制御タンパク質の変異によってEDMD型ジストロフィーやハッチンソン・ギルフォード早老症症候群などの重篤なラミノパチー（ラミン病）が発症するが、その詳細なメカニズムは十分判っていない。昨年までの研究から、rod領域の中間に位置するcoil1-coil2間リンカー部での自由度が大きく、溶液中で容易に折れ曲がって激しく動き回ることを示し、ラミノパチーの原因の一つと想定されること、１アミノ酸の変異でラミンAの物理化学的性質が大きく変化し、高分子重合の起こり方に変化が認められることを示した。高速AFMを用いたラミンA一分子解析からは、ラミンAがリンカー領域で激しく動き回る様子を動的イメージとして示すことができた。本年度はラミンネットワークを人工的に作成し、そこで起こる核ラミナ複合体の解析を目的に、電子顕微鏡グリッド上にNi-NTA結合脂質膜を形成させ、その上でラミンAの高分子重合化を行った。Ni-NTA結合脂質の比率を変えて検討を行った結果、ポリヒススチジン結合ラミンAを基点に核膜内面で報告されているような網様構造を人工的に作ることに成功した。また複合体の構造解析を目的に、ラミンAのIg-fold領域と相互作用が推定されるemerin、Lap2、SUN1に関する様々な長さの発現系を構築し、相互作用解析を実施した。その結果emerinとSUN1の断片領域にラミンAと強い相互作用を確認し、電子顕微鏡によるデータ収集を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Conformational variation of the translocon enhancing chaperone SecDF (2014)
  • 著者名/発表者名: Mio K, Tsukazaki T, Mori H, Kawata M, Moriya T, Sasaki Y, Ishitani R, Ito K, Nureki O, Sato C.
  • 雑誌名: Journal of Structural Function and Genomics 巻: in press ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Establishment of culture systems for genotypes 3 and 4 hepatitis E virus (HEV) obtained from human blood, and application of HEV inactivation using a pathogen-reduction technology (PRT) system (2014)
  • 著者名/発表者名: Takashi Owada, Moe Kaneko, Chieko Matsumoto, Masashi Igarashi, Ko Suzuki, Rieko Sobata, Keiji Matsubayashi, Kazuhiro Mio, Shigeharu Uchida, Masashiro Satake, Kenji Tadokoro
  • 雑誌名: Transfusion 巻: in press ページ: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRPチャネルとOrai-STIM複合体系の構造と局在の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 三尾 和弘、丸山 雄介、小椋 俊彦、佐藤 主税
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 32 ページ: 540-548
• [雑誌論文] Membrane cholesterol modulates the hyaluronan-binding ability of CD44 in T lymphocytes and controls rolling under shear flow. (2013)
  • 著者名/発表者名: Murai T, Sato C, Sato M, Nishiyama H, Suga M, Mio K, Kawashima H.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: １２６ ページ: ３２８４－３２９４
  • DOI: 10.1242/jcs.120014
  • 査読あり
• [学会発表] Conformational dynamics of nuclear lamin A and laminopathic mutated proteins revealed by electron microscopy and high speed atomic force microscopy
  • 著者名/発表者名: 三尾 和弘、山下 隼人、杉木 俊彦、松田 知栄、三尾 宗代、林 由起子
  • 学会等名: 2013 Scientific Workshop Progeria Research Foundation
  • 発表場所: Bethesda, MD, USA
  • 招待講演
• [学会発表] ラミノパチー発症に関する電子顕微鏡解析
  • 著者名/発表者名: 三尾 和弘、杉木 俊彦、松田 知栄、三尾 宗代、林 由起子
  • 学会等名: 第13回 日本蛋白質科学会年会
  • 発表場所: とりぎん会館、鳥取
• [学会発表] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform
  • 著者名/発表者名: 三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
  • 学会等名: International Conference on Structural Genomics 2013
  • 発表場所: Keio Plaza Hotel, Sapporo, Japan
• [学会発表] Three dimensional reconstruction of HLA-G2/G6 isoform
  • 著者名/発表者名: 三尾 和弘、黒木 喜美子、松原 永季、笠井 宣征、佐藤 主税、前仲 勝実
  • 学会等名: 第 51 回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館、京都
• [学会発表] Conformational dynamics of nuclear lamin A and laminopathic mutated proteins revealed by electron microscopy and high speed atomic force
  • 著者名/発表者名: 三尾和弘
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル, 神戸
• [備考] https://unit.aist.go.jp/biomed-ri/ci/index.html