ヒト遺伝病Griscelli syndromeの分子レベルでの病態解明

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15689006
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 福田 光則 独立行政法人理化学研究所, 福田独立主幹研究ユニット, 独立主幹研究員 (50311361)
• Keywords: シナプトタグミン様蛋白質 / Rab27A / Rabエフェクター / メラノソーム輸送 / Griscelli症候群 / エキソサイトーシス / Slac2-a / melanophilin / 膜輸送

Research Abstract

本研究ではRAB27A遺伝子の欠損・変異により引き起こされるヒト遺伝病Griscelli Syndromeの発症メカニズムを分子レベルで解明することを目的としている。本年度は昨年度に引き続きGriScelli syndrome患者に特徴的な毛髪の白色化(メラノソーム輸送異常)に焦点を当て、Rab27Aを介するメラノソーム輸送の分子メカニズムの全貌を解明することに成功した(J. Biol. Chem. 279, 22314-22321; Nature Cell Biol. 6, 1195-1203)。すなわち、メラノサイト(メラニン色素産生細胞)においては二種類のRab27Aエフェクター(Slac2-a及びSlp2-a)が豊富に発現しており、Rab27Aはこれらの分子を連続的且つ秩序立って用いることによりメラノソームを核周辺から細胞膜まで輸送していたのである。まず、Slac2-aがメラノソーム上のRab27Aとモーター蛋白質であるミオシンVaと三者複合体を形成し、メラノソームを核周辺から細胞膜周辺へと輸送し、次いでSlp2-aと結合することによりメラノソームを細胞膜へとつなぎ止める(Slp2-aのC2Aドメインが細胞膜の構成成分であるボスファチジルセリンと結合する)ことが明らかとなった。また、Slp2-aにはRab27Aの機能とは無関係にメラノサイトの細胞形態を細長く保ち、メラノソームを隣接するケラチノサイトや毛母細胞にトランスファーしやすくする機能があることも明らかとなった。さらに、Slp2-aの機能を個体レベルで解析するため、Slp2-aを欠損するマウスの作成も行い、現在その表現系を解析中である。

Research Products

• [Journal Article] Munc13-4 is a GTP-Rab27-binding protein regulating dense core granule serection in platelets. (2004)
  • Author(s): Shirakawa, R., Higashi, T., Tabuchi, A., Yoshioka, A., Nishioka, H., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 10730-10737
• [Journal Article] Synaptotagmin interaction with the syntaxin/SNAP-25 dimer is mediated by an evolutionarily conserved motif and is sensitive to inositol hexakisphosphate. (2004)
  • Author(s): Rickman, C., Archer, D.A., Meunier, F.A., Craxton, M., Fukuda, M., Burgoyne, R.D., Davletov, B.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 12574-12579
• [Journal Article] Rabphilin and Noc2 are recruited to dense-core vesicles through specific interaction with Rab27A in PC12 cells. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M., Kanno, E., Yamamoto, A.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 13065-13075
• [Journal Article] The small GTPase Rab27B regulates amylase release from rat parotid acinar cells. (2004)
  • Author(s): Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • Journal Title: J.Cell Sci. 117 Pages: 1945-1953
• [Journal Article] Slac2-a/melanophilin contains multiple PEST-like sequences that are highly sensitive to proteolysis. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M., Itoh, T.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 22314-22321
• [Journal Article] RNA interference-mediated silencing of synaptotagmin IX, but not synaptotagmin I, inhibits dense-core vesicle exocytosis in PC12 cells. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Journal Title: Biochem.J. 380 Pages: 875-879
• [Journal Article] Synaptotagmin V and IX isoforms control Ca^<2+>-dependent insulin exocytosis. (2004)
  • Author(s): Iezzi, M., Kouri, G., Fukuda, M., Wollheim, C.B.
  • Journal Title: J.Cell Sci. 117 Pages: 3119-3127
• [Journal Article] Synaptotagmin IV regulates glial glutamate release. (2004)
  • Author(s): Zhang, Q., Fukuda, M., Van Bockstaele, E., Pascual, O., Haydon, P.G.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 Pages: 9441-9446
• [Journal Article] Alternative splicing in the first α-helical region of the Rab-binding domain of Rim regulates Rab3A binding activity : Is Rim a Rab3 effector protein during evolution? (2004)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Journal Title: Genes Cells 9 Pages: 831-842
• [Journal Article] Effect of forskolin on synaptotagmin IV protein trafficking in PC 12 cells. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M., Yamamoto, A.
  • Journal Title: J.Biochem. 136 Pages: 245-253
• [Journal Article] Synaptotagmin VII is targeted to dense-core vesicles and regulates their Ca^<2+>-dependent exocytosis in PC 12 cells. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M., Kanno, E., Satoh, M., Saegusa, C., Yamamoto, A.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 52677-52684
• [Journal Article] Rab27A-binding protein Slp2-a is required for peripheral melanosome distribution and elongated cell shape in melanocytes. (2004)
  • Author(s): Kuroda, T.S., Fukuda, M.
  • Journal Title: Nature Cell Biol. 6 Pages: 1195-1203
• [Journal Article] Vesicular reuptake inhibition by a synaptotagmin I C2B domain antibody at the squid giant synapse. (2004)
  • Author(s): Llinas, R.R., Sugimori, M., Moran, K., Moreira, J.E., Fukuda, M.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 101 Pages: 17855-17860
• [Journal Article] Rabphilin and Noc2 function as Rab27 effectors that control Cat^<2+>-regulated exocytosis. (2004)
  • Author(s): Fukuda, M.
  • Journal Title: Recent Res.Dev.Neurochem. 7 Pages: 57-69
• [Journal Article] シナプトタグミンによる調節性分泌の制御 (2004)
  • Author(s): 福田光則
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素 49 Pages: 2186-2197