細胞内高次アクチン構造体の棲み分けを決めるメカニズムの解明

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 24770175
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 水野 裕昭 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (00620204)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: 細胞骨格 / アクチン / フォルミン / コフィリン / 螺旋回転 / 螺旋構造

研究概要

細胞内でアクチン結合蛋白質間の相互作用は、高次アクチン構造体の形成・崩壊を時空間特異的に制御するが、その詳細は未だ不明である。哺乳動物フォルミンmDia1は、前進的にアクチン重合している間、線維構造に沿って回転する（螺旋回転）。本研究ではmDia1の螺旋回転が、アクチン線維にねじれ応力を与え、アクチン脱重合因子コフィリンの結合や線維切断活性に対する抵抗性を向上することを見出した。加えて、N末端領域を介して細胞構造に結合したmDia1が、コフィリン抵抗性のアクチン線維を多数形成することも見出した。これらの結果は、mDia1の螺旋回転が、コフィリンの機能に対抗する機構として働くことを示している。

研究成果

• [雑誌論文] Rotational movement of formins evaluated by using single-molecule fluorescence polarization (2014)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, H. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Methods Enzymol 巻: 540 ページ: 73-94
  • DOI: 10.1016/B978-0-12-397924-7.00005-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] New single-molecule speckle microscopy reveals modification of the retrograde actin flow by focal adhesions at nanometer scales (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamashiro, S., Mizuno, H., Smith, M. B., Ryan, G. L., Kiuchi, T., Vavylonis, D. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 ページ: 1010-1024
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-03-0162
  • 査読あり
• [雑誌論文] F- and G-actin homeostasis regulates mechanosensitive actin nucleation by formins (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashida, C., Kiuchi, T., Akiba, Y., Mizuno, H., Maruoka, M., Narumiya, S., Mizuno, K. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Nat. Cell Biol 巻: 15 ページ: 395-405
  • DOI: 10.1038/ncb2693
  • 査読あり
• [雑誌論文] mDial and formins : screw cap of the actin filament (2012)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, H. and Watanabe, N.
  • 雑誌名: Biophysics 巻: 8 ページ: 95-102
  • DOI: 10.2142/biophysics.8.95
  • 査読あり
• [雑誌論文] フォルミンタンパク質のアクチン二重螺旋に沿った回転重合 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡邊直樹,水野裕昭
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 第50巻第11号 ページ: 801‐806
  • URL: https://www.jstage.jst.go.jp/article/kagakutoseibutsu/50/11/50_801/_pdf
  • 査読あり
• [雑誌論文] アクチン研究の最新動向―構造から調節,恒常性,可視化,モデリングまで (2012)
  • 著者名/発表者名: 山城佐和子、圓岡真宏、水野裕昭、渡邊直樹
  • 雑誌名: 実験医学 巻: 第30巻第18号 ページ: 2998-3005
  • 査読あり
• [学会発表] 一分子蛍光偏光を用いたアクチン線維の螺旋構造に沿ったフォルミンの回転運動の可視化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 水野裕昭、山城佐和子、渡邊直樹
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第57回シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋 (口頭)
  • 年月日: 2013-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] Actin filament stabilization by helical rotation of mammalian formin mDial (2012)
  • 著者名/発表者名: 水野裕昭、山城佐和子、渡邊直樹
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡 (口頭)
  • 年月日: 2012-12-12