神経伝達物質放出におけるin situ可視化無細胞アッセイ系の開発

2014 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 25640036
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 匂坂 敏朗 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (80359843)
• 研究分担者: 山本 泰憲 神戸大学, 医学(系)研究科(研究院), 講師 (30467659)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 神経伝達物質 / シナプス小胞 / 膜融合

研究実績の概要

神経伝達の主たる過程は神経伝達物質の放出によって行われている。神経伝達物質は、シナプス小胞が幾つもの連続した素過程を経て、シナプス前膜に超高速で膜融合することで神経終末から放出される。これまで、私共は、SNARE系の活性制御タンパク質であるトモシンがCa2+センサータンパク質シナプトタグミンと結合することにより，シナプトタグミンの膜変形活性を阻害し，神経伝達物質の放出を抑制することを明らかにしている。
本年度は、Reticulon familyの１つである膜変形タンパク質Arl6IP1に結合するタンパク質を探索し、以下の結果を得た。
１）Arl6IP1に結合するタンパク質としてTMEM33を発見した。
２）TMEM33は他のReticulon family分子（Reticulon-2B, -3C, -4C）と結合した。
３）TMEM33がArl6IP1の膜変形活性を抑制した。
これらのことから、Arl6IP1に結合する分子TMEM33の同定とその機能としてArl6IP1の膜変形活性に与える効果を明らかにした。このように本年度は、膜変形について当初の計画とおりの成果をあげることができた。

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

Arl6IP1に結合する分子TMEM33の同定に成功したことより、おおむね順調に研究が進捗している。

今後の研究の推進方策

TMEM33―Arl6IP1系による膜変形とSNARE系による膜融合の機能関係を明らかにする。得られた知見をもとに神経伝達物質の放出過程の特徴である超高速膜融合を再構成し、神経伝達物質放出の素過程の機能と構造およびその破綻に基づく神経疾患の分子メカニズムを解明する。

研究成果

• [雑誌論文] The Emerging Role of Calcium-modulating Cyclophilin Ligand (CAML) in Posttranslational Insertion of Tail-anchored Proteins into the Endoplasmic Reticulum Membrane. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., and Sakisaka, T.
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 印刷中 ページ: 印刷中
  • DOI: 10.1093/jb/mvv035
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Crystal structure of afadin PDZ domain-nectin-3 complex shows the structural plasticity of the ligand-binding site. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, Y., Goda, N., Tamashiro, T., Narita, H., Satomura, K., Tenno, T., Nakagawa, A., Oda, M., Suzuki, M., Sakisaka, T., Takai, Y., and Hiroaki, H.
  • 雑誌名: Protein Science 巻: 24 ページ: 376-385
  • DOI: 0.1002/pro.2628
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cytoarchitecture of the olfactory bulb in the laggard mutant mouse. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yunus, J., Setsu, T., Kikkawa, S., Sakisaka, T., and Terashima, T.
  • 雑誌名: Neuroscience 巻: 275 ページ: 259-271
  • DOI: 10.1016/j.neuroscience.2014.06.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification and Characterization of TMEM33 as a Reticulon-binding Protein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Urade, T., Yamamoto, Y., Zhang, X., Ku, Y., and Sakisaka, T.
  • 雑誌名: Kobe Journal of Medical Sciences 巻: 60 ページ: E57-E65
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] VAP-B Binds to Rab3GAP1 at the ER: Its Implication in Nuclear Envelope Formation through the ER-Golgi Intermediate Compartment. (2014)
  • 著者名/発表者名: Hantan, D., Yamamoto, Y., and Sakisaka, T.
  • 雑誌名: Kobe Journal of Medical Sciences 巻: 60 ページ: E48-E56
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 小胞体の膜形態制御と翻訳後膜挿入の分子機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山本 泰憲、匂坂 敏朗
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館
  • 年月日: 2014-10-15
• [図書] Presynaptic Terminals (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, Y., and Sakisaka, T.
  • 総ページ数: 365(129-140)
  • 出版者: Springer
• [備考] 神戸大学大学院医学研究科 生理学・細胞生物学講座 膜動態学分野
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/membrd/