Elucidating the mechanism of the Wnt/PCP signaling pathway by the genome editing technology

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07054
• Research Institution: Kumamoto University
• Principal Investigator: 菊池 浩二 熊本大学, 大学院生命科学研究部(医), 講師 (70457290)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: Wnt/PCPシグナル経路 / Wnt5aシグナル経路 / 微小管リモデリング / 微小管結合蛋白質 / Dishevelled / 前後極性 / 平面内細胞極性 / 上皮組織

Outline of Annual Research Achievements

Wntシグナル経路のひとつであるWnt/平面内細胞極性（planar cell polarity：PCP）シグナル経路（以降、Wnt/PCP）は、細胞運動時に観察される前後極性や上皮組織における上皮細胞の配向パターン（PCP）を制御することで、組織・器官形成に関与する。Wnt/PCPは、細胞骨格のひとつである微小管のリモデリングと相互的に協調して機能する可能性が示唆されてきたが、その詳細は明らかでない。
私共は、Wnt/PCPのひとつであるWnt5aシグナル経路がヒト子宮頚癌由来細胞株・HeLa細胞の細胞接着・運動を制御する事に着目し、HeLa細胞を用いたsiRNAライブラリーによる表現型スクリーニングを行った。これまでの研究経緯から、微小管結合タンパク質とそのパラログを対象としてスクリーニングを行い、Wnt5aシグナル経路を制御する新規分子としてMap7とそのパラログであるMap7D1（以降、Map7/7D1）を同定した。Map7/7D1は、Wnt5aシグナル経路の構成分子であるDishevelled（Dvl）と結合し、Wnt5aシグナル経路－微小管リモデリングの相互依存性を制御した。また、Map7/7D1がPCPの形成に関与するか否かを明らかにすべく、ショウジョウバエMap7/7D1ホモログ・Ensconsin（Ens）のPCP形成過程における機能を解析した。EnsはショウジョウバエDvlホモログ・Dshと結合し、その局在化を制御する事で、PCPの形成に関与した。さらに、Map7/7D1とEnsは共に、PCPを形成する上皮細胞において近位側に偏在化して局在した。局在化パターンとDvl/Dshとの結合の保存性から、Map7/7D1とEnsのPCP形成過程における機能が保存されていると考えられる。
以上の研究成果を纏めた論文がEMBO reportsに採択された。

Research Products

• [Journal Article] Map7/7D1 and Dvl form a feedback loop that facilitates microtubule remodeling and Wnt5a signaling. (2018)
  • Author(s): Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori, T., Kikuchi, A., Uezu, A., Sakamoto, Y., and Nakanishi, H.
  • Journal Title: EMBO Rep. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Effects of various spacers between biotin and the phospholipid headgroup on immobilization and sedimentation of biotinylated phospholipid-containing liposomes facilitated by avidin-biotin interactions. (2017)
  • Author(s): Sakamoto, Y., Kikuchi, K., Umeda, K., and Nakanishi, H.
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 162 Pages: 221-226
  • DOI: 10.1093/jb/mvx016.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Map7/7D1 and Dvl form a feedback loop that facilitates microtubule remodeling and Wnt5a signaling. (2018)
  • Author(s): Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori. T., Kikuchi, A., and Nakanishi, H.
  • Organizer: KEY FORUM: The 3rd International Symposium on Stem Cell Traits and Developmental Systems.
• [Presentation] Coordination of cytoskeletal remodeling and Dishevelled localization in Wnt/PCP signaling by conserved microtubule-associated proteins. (2017)
  • Author(s): Kikuchi, K., Nakamura, A., Arata, M., Shi, D., Nakagawa, M., Tanaka, T., Uemura, T., Fujimori. T., Kikuchi, A., and Nakanishi, H.
  • Organizer: ConBio2017
• [Presentation] Novel regulation mechanisms of microtubule dynamics during neurite outgrowth. (2017)
  • Author(s): Kikuchi, K., Kuramoto, T., Uezu, A., Saito, T., Hisanaga, S., and Nakanishi, H.
  • Organizer: 第69回日本細胞生物学会大会
• [Remarks] 研究室ホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/lab1yakurihp/
• [Remarks] Researchmap
  • URL: http://researchmap.jp/read0147459/
• [Remarks] Researchgate
  • URL: https://www.researchgate.net/profile/Koji_Kikuchi/
• [Remarks] ORCID
  • URL: http://orcid.org/0000-0002-7616-8200
• [Remarks] ResearcherID
  • URL: http://www.researcherid.com/rid/W-1048-2017