【研究分野】寄生虫学(含衛生動物学)

【研究領域課題番号】26293093 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

感染症 / 原虫 / 病原機構 / 膜輸送 / 代謝 / 創薬 / オルガネラ / 進化 / 小胞輸送 / プロテアーゼ / 微生物 / 蛋白質 / システインプロテアーゼ / 赤痢アメーバ

【研究成果の概要】

腸管寄生性原虫赤痢アメーバのもつ、組織破壊に重要なシステインプロテアーゼの細胞内輸送・分泌の分子機構を解明することを目的に、リソソームから細胞膜への輸送に関与する低分子量GTPase Rab11Bと相互作用し活性を制御したり、分泌を直接実行する分子の特定を行った。活性型 Rab11B に特異的に結合するタンパク質としてbeta adaptin, gamma adaptin, Sec6を同定した。Rab11B が積み荷輸送において出芽から繋留まで制御することを示唆している．本研究成果は、病原因子の分泌と組織破壊を阻害する方法の構築にも役立つ可能性がある。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31

【配分額】16,120千円 (直接経費: 12,400千円、間接経費: 3,720千円)

【研究分野】生物系薬学

【研究領域課題番号】23229001 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 遺伝子 / シグナル伝達 / Ｇタンパク質 / 小胞輸送 / 栄養センシング / 生体分子 / Ｇサイクル / Ｇ蛋白質 / G蛋白質 / Gサイクル / ゲノムプロジェクト

【研究成果の概要】

Ｇ蛋白質は、GDP/GTP結合型のコンホメーション転換（Ｇサイクル）により、細胞の様々なシグナル伝達系で分子スイッチとしての役割を果たしている。本基盤研究(S)では、これまでに解析の進んだ刺激依存活性化型とは異なる、特異な生化学的特性や構造を有する新奇のＧ蛋白質群を対象に、それらの存在様式・作動原理を細胞レベルから個体レベルに至るまで広範な階層で解析した。これらの新奇Ｇ蛋白質群のＧサイクルは、リソソームの形成・成熟やエンドサイトーシス・エキソサイトーシスといった細胞内小胞輸送経路で機能していることを新たに見出し，Ｇ蛋白質が果たす生理的役割の拡大に貢献した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31

【配分額】225,810千円 (直接経費: 173,700千円、間接経費: 52,110千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】20247011 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

タンパク質 / 遺伝子 / シグナル伝達 / G蛋白質 / 小胞輸送 / リソソーム / Gサイクル / ゲノムプロジェクト / Processing body

【研究成果の概要】

G蛋白質は、GDP/GTP結合型のコンホメーション転換(Gサイクル)により、細胞の様々なシグナル伝達系で分子スイッチとしての役割を果たしている。本基盤研究(A)では、細胞内小胞の選別輸送経路をモデル系として、Gサイクルが時空間的あるいは作動様式に基づいて制御される機構を解析し、特異な生化学的特性や構造を有する新奇のG蛋白質が、リソソームの形成・成熟やエンドサイトーシス・エキソサイトーシスなどといった細胞内エンドソームの動態制御に介在していることを見出した。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2008 - 2010

【配分額】42,900千円 (直接経費: 33,000千円、間接経費: 9,900千円)

【研究分野】応用微生物学

【研究領域課題番号】18580068 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ゴルジ体 / 小胞輸送 / 出芽酵母 / 応用微生物 / 蛋白質

【研究成果の概要】

我々の研究室で開発したゴルジ体のearly, lateのサブコンパートメントを免疫学的に分離して精製する方法が,ペリフェラル膜蛋白質の局在,機能解析に用いることができるか評価するための実験を行ったARFのGDP/GTP Exchan ge Factor (GEF)として機能するGeal, Gea2に関してゴルジ体のサブコンパートメント精製法によりその局在を決定したところ,early Golgiに多く存在し,過去の報告から機能すると推定されていた場所と一致することがわかり,サブコンパートメント精製法がペリフェラル膜蛋白質の局在決定,網羅的な同定に有効であることが明らかとなった.またRabファミリー蛋白質であるYpt1, Ypt31のGEFで複数のサブユニットからなるTRAPPに関して同じ実験を行ったところ,late Golgiに多く存在するという新規の知見を得た.しかしながら,解析を行ったペリフェラル膜蛋白質の多くは,たとえ固定細胞を蛍光顕微鏡観すると強いゴルジ体のドットして観察されるものであっても,細胞を破砕するとゴルジ体膜から遊離してしまい,本研究の免疫学的精製法によりゴルジ体膜各サブコンパートメント画分に回収される蛋白量が非常に少なくなってしまうという現象に遭遇した.ゴルジ体膜に存在するペリフェラル膜蛋白質の網羅的な同定を行うためこれを改善する必要があると考えた.各種の条件検討を行ったところ,細胞の破砕法をlyticaseによる細胞壁を酵素消化する方法から,ガラスビーズによる物理的な破砕法に変更することによりゴルジ体膜画分への収量が劇的に増加することを見いだした.本研究により,ペリフェラル膜蛋白質のゴルジ体サブコンパートメント特異的な局在化の分子機構の詳細な解析と,質量分析計を用いたゴルジ体ペリフェラル膜蛋白質の網羅的な同定のための基盤を確立することに成功した.

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2006 - 2007

【配分額】3,890千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 390千円)

【研究分野】生理学一般

【研究領域課題番号】18689008 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

可視化 / 生体分子 / 生理学 / 蛋白質 / 脳・神経 / 開口放出 / ホルモン分泌 / 全反射蛍光顕微鏡 / イメージング / 小胞輸送 / シナプトタグミン / 分泌顆粒輸送 / 低分子量GTP蛋白質 / Rab / ドッキング

【研究成果の概要】

私達の身体は環境変化に対応するため、ホルモンを分泌することにより体内の恒常性を一定に保っている。この機構の破綻は、アレルギー、糖尿病等の種々の疾患に直結する。しかしホルモン分泌の詳細な分子メカニズムについては解明されていない。そこで、超高感度、超高解像度を持つ蛍光顕微鏡を新規開発し、内分泌細胞から起こるホルモン分泌反応を直接可視化計測することに成功した。そして、ホルモン分泌制御機構の詳細な分子メカニズムの一端を解明した。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2006 - 2008

【配分額】27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)

【研究分野】構造生物化学

【研究領域課題番号】15370042 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

小胞輸送 / 神経細胞 / 上皮細胞 / 胃酸分泌障害 / SNAP25 / AP複合体 / ノックアウトマウス / 輸送シグナル / チロシンモチーフ / 細胞内局在 / 極性輸送 / 遺伝子欠損マウス / てんかんけいれん / GABA / 細胞・組織 / 蛋白質 / 細胞内輸送 / 細胞生物学

【研究成果の概要】

神経細胞および上皮細胞という、高等多細胞生物に特徴的であり、かつ高次機能の一端を担う細胞群の機能を、それぞれの細胞種に限局して発現しているAP複合体を中心に、細胞および個体レベルで解析した結果以下のような成果が得られた。
1.腸管間質に発現する転写因子、Foxl1欠損マウスでは胃酸分泌障害が認められる。静止時の胃壁細胞では、プロトンポンプであるH,K-ATPaseが細胞内顆粒に留まっているが、胃酸分泌刺激時には顆粒が細胞膜と融合してH,K-ATPaseが細胞表面に移行することにより酸分泌が起こる。Foxl1欠損マウスでは野生型マウスに比較してSNAP25の発現のみが著明に減少しており、その結果として胃酸分泌障害の主な原因となっていることが示唆された。
2.神経細胞特異的輸送制御因子、AP-3B複合体欠損マウスを樹立解析した結果、(1)てんかん様の可逆性けいれん発作が認められること、(2)シナプス終末およびシナプス小胞の形態および数が異常であること、(3)抑制性神経伝達物質であるGABAの放出障害が認められること、(4)GABAトランスポーターであるVGATのタンパク量が減少していること、(5)電気生理学的検討の結果、神経興奮伝達が異常に亢進していること、が明らかとなった。したがって、AP-3B欠損マウスの脳では抑制系の障害の結果神経伝達が異常亢進し、結果としててんかん発作を発症すると考えられた
3.培養細胞レベルでの研究では、AP-2は細胞の生存そのものには必須ではないと考えられていた。しかし、これらの実験ではAP-2が完全に欠失しているわけではなく、細胞の生存にはこの残されたAP-2で十分という可能性がある。そこで、AP-2遺伝子欠損マウスの樹立を試みたところ、発生ごく初期に致死であることから、AP-2は細胞の生存に必須であることが明らかとなった。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2003 - 2005

【配分額】14,700千円 (直接経費: 14,700千円)