【研究分野】分子生物学

【研究領域課題番号】16K18495 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

non-coding RNA / noncoding RNA / 核酸 / 細胞生物学 / 分子生物学 / 細胞分裂

【研究成果の概要】

本課題の目的は、ヒトの紡錘体形成及び染色体分配への関与が示唆される新規長鎖ノンコーディングRNA（long non-coding RNA/lncRNA）、CENNA1の機能の解明である。研究期間内においてCENNA1発現抑制によって生じる細胞周期の停止と紡錘体形成異常の主な原因が、微小管結合タンパク質CLIP170の染色体上の動原体部位からの脱落にあることが判明した。染色体分配という生命にとって重要な現象を単一のlncRNAが強力に制御している事実は驚きであり、今後の関連分野の研究の発展に大きく貢献すると期待している。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)

【研究分野】細胞生物学

【研究領域課題番号】16H04787 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞骨格 / 細胞周期 / 細胞分裂 / 微小管 / 細胞・組織 / 遺伝子 / 遺伝学 / 発生・分化 / 細胞生物学 / 分子生物学

【研究成果の概要】

本研究では、微小管が細胞のなかでどのように形成されるのか、分子レベル・細胞レベル・組織レベルの各階層にわたり解明することを目指している。これまでに、分裂酵母・ヒト培養細胞を用いて微小管形成機構を調べており、さらにマウス組織での実験をおこなうための飼育・実験の基盤作りをおこなった。その結果、Alp7/TACCが微小管形成においてガンマ・チューブリン複合体と協調して微小管の形成を促進すること、さらにAlp7が存在しない細胞でも微小管を形成するシステムの存在が示唆された。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】14104021 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞内シグナル伝達 / ストレス応答 / MAPキナーゼ / ヒト培養細胞 / 酵母 / 分子生物学 / 細胞生物学

【研究成果の概要】

1)ヒスレストレス応答MAPキナーゼ情報伝逹経路の機能と制御機構の解明
ストレス応答MAPKKK(SAP3K)とストレス応答MAPKK(SAP2K)との特異的結合に関与する新たなドッキング相互作用を見出した。この結合にはSAP2KのC末端にあるDVD領域が必須であること、そのSAP2K活性化における機能、などを解明した。DVD領域による結合を利用し、単一細胞におけるSAP3K活性化動態を特異的かつ正確に可視化することのできる新たなFRETプローブを開発した。細胞ストレスにより発現が誘導されるGadd45は、MTK1 SAP3KのN末領域に結合し、MTK1分子内のN-C結合を解離し、同時にMTK1の二量体化と自己リン酸化を促進することでその活性化を誘起することを明らかにした。TGF-βによるGadd45を介したMTK1活性化機構を見出した。
2)酵母ストレス応答MAPキナーゼ情報伝逹経路の機能と制御機構の解明
酵母高浸透圧応答制御に関与するSsk2 SAP3KとPbs2 SAP2Kとの特異的結合ドメインを見出し、その機能を解明した。また、膜タンパク質Sho1、細胞質タンパク質Ste50、およびGタンパク質Cdc42がそれぞれアダプタータンパク質として複数のタンパク質と結合し、Hog1キナーゼの活性化を制御する機構を解析した。また、高等動物のムチンに高い相同性を持つ粘性多糖タンパク質Hkr1/Msb2が浸透圧センサーとしての機能を備えていること、それらの多糖化領域が細胞外部の浸透圧変化に応じて構造を変化させSho1に結合し、結果としてSho1とPbs2の活性化を引き起こすであろうことを見出した。

【研究種目】基盤研究(S)

【研究期間】2002 - 2006

【配分額】113,360千円 (直接経費: 87,200千円、間接経費: 26,160千円)

【研究分野】生物物理学

【研究領域課題番号】13780532 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

分子設計 / 蛋白質工学 / 分子生物学 / 生物物理学 / 分子進化 / 生化学 / 細胞生物学 / エクソン・シャッフリング

【研究成果の概要】

1.ヘムを感知しシグナルカスケードを制御可能な人工蛋白質の設計
最近のゲノムプロジェクトにより、生体内には生命活動に必須の多くのシグナル伝達系が存在していることが明らかになってきた。本研究では、これらシグナルカスケードを人工的に改変する人工蛋白質を創製することを目指して、ミオグロビン(Mb)にトリプトファニルtRNA合成酵素(TrpRS)と結合できるグリセルアルデヒド 3-リン酸デヒドロゲナーゼ(GapDH)のモジュールを融合することにより、ヘムの有無の有無により、TrpRSとの結合を制御する新規蛋白質の創製を目指した。Mbのアミノ末端にGapDHのモジュールを融合したキメラ蛋白質は、ヘムと強く結合し、天然Mb同様、酸素が可逆的に配位できる安定なヘム近傍構造を持つことが明らかになった、また、このキメラ蛋白質は、天然のGapDH同様、TrpRSと特異的に結合でき、さらに、TrpRSのアミアシル化活性を大幅に上昇できることがわかり、新規機能性蛋白質の創製に成功したことが明らかになった。
2.脳内に局在するグロビン蛋白質の新規機能の発見
最近、脳内に酸素結合が可能な蛋白質「ニューログロビン(Ngb)」が存在することが報告され、虚血に伴う細胞死の抑制へのNgbのかかわりが指摘されている。今回、このNgbがシグナル伝達系を制御する分子として機能しているという仮説を立て、実証を目指した。まず、Ngbと相互作用する脳内蛋白質分子を特定するために、Yeast Two-Hybrid System法により、ヒトNgbをbaitとし、ヒト脳cDNAライブラリーを用い、探索を行った。表面プラズモン共鳴装置による蛋白質間相互作用の解析もあわせて行った結果、Ngbは、数種類の脳内シグナル伝達蛋白質と結合することが明らかになった。さらに、種々のモジュール置換した変異体を用い複合体形成時の機能解析を行い、Ngbによる虚血時シグナル伝達系の制御メカニズムを解明し、Ngbはモジュール単位で機能分担していることを明らかにした。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)

【研究分野】機能生物化学

【研究領域課題番号】13308035 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

細胞内シグナル伝達 / ストレス応答 / MAPキナーゼ / ヒト培養細胞 / 酵母 / 分子生物学 / 細胞生物学

【研究成果の概要】

1.浸透圧センサー(Sln1およびSho1)による浸透圧感知の分子機構の解明。
(1)酵母浸透圧センサ-Sln1の温度感受性変異株(Sln1-ts4)は高温ではHog1MAPキナーゼ経路を過剰に活性化し、その結果致死的である。この致死性は、Hog1経路の活性を阻害することによって抑制できることを利用し、Hog1経路の活性化を抑制する新たな遺伝子を発見した。
(2)Pbs2 MAPKKはそのN末端の制御領域で複数の蛋白質と結合することにより、足場蛋白質として働く。Pbs2の変異株を系統的に探索しSsk2/Ssk22およびSho1に結合する部位をそれぞれ特定した。これらの変異株はSho1からの信号あるいはSln1からの信号の一方のみしか受け付けない。このことは足場機能が信号伝達の特異性決定に重要であることを示している。
2.ヒトストレス応答MAPKKK, MTK1活性化及び不活性下の分子機構。
(1)の活性化因子を探索する目的で、酵母細胞内に全長MTK1を発現し、cDNAライブラリーによる機能的相補法でGADD45蛋白質がMTK1の特異的活性化因子であることを見いだした。
(2)TGF-βによるヒトp38MAPKの活性化機構を解明した。膵細胞にTGF-βが作用するとSmad2/3の活性化を介して、GADD45βの転写が誘導され、MTK1の活性化を引き起こすことがわかった。Smad変異細胞ではGADD45βの転写誘導もp38MAPKの活性化も共に観察されなかった。また、アンチセンス法によりGADD45βの転写を抑制するとp38MAPKの活性化が阻害された。これらの結果より、TGF-βによるp38MAPKの活性化には、従来知られていたTAK1の活性化による経路とは別に、GADD45とMTK1を介する経路が存在することが解った。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2001 - 2002

【配分額】46,280千円 (直接経費: 35,600千円、間接経費: 10,680千円)

【研究分野】生物形態・構造

【研究領域課題番号】06354004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

比較内分泌学 / 国際会議 / 発生学 / 細胞生物学 / 分子生物学 / 行動学

【研究成果の概要】

第13回国際比較内分泌会議開催に関する対応としては、国内組織委員会委員長・川島誠一郎、事務局長・菊山栄を決定、両者により班員中より実行委員メンバーを決定し、8月に東京で実行委員会を行い、上記メンバー以外の組織委員の構成、登録員の原案、国際会議運営の民間会社への委託等について協議した。また、会場の選択のため、実地調査は主として会長、事務局長が行い、横浜を第一候補とした。さらに、8月末に前橋で班会議を行い、各専門分野における注目すべきトピック及び研究者について、検討を行った。また同時に、比較内分泌学に対する関心と国際会議の気運を盛り上げるため、「比較内分泌研究と学会の関わり」について比較内分泌学会会員を交えて討論を行った。一方、組織委員長及び事務局長は、9月にスペイン(コルドバ)で行われたヨーロッパ比較内分泌学会に出席した機会にポスター・印刷物等によって国際会議への関心を呼び起こすとともに、主なヨーロッパ会員と接触し、協議を行い、協力を要請した。また、平成7年1月に東京において、国際会議のシミュレーションもかねて、ミニシンポジウム「脳下垂体・視床下部研究の新しい展開」を開催した。さらに本研究終了後も活動を続けるための策の一つとして、平成7年に比較内分泌学会20周年記念と銘打ってシンポジウムを開くための協議を、班員の中の数名により数回にわたって行い、10月静岡で3日間にわたり開催することを決定した。内容はホルモン分子、情報伝達、発生の分化の比較内分泌、生態と変態などで、発生学・行動・生態学・細胞生物学・分子生物学等との接点のあるテーマとした。一方、班員6名が、座長及び演者となって、シンポジウム「動物界における内分泌現象の進化と多様性」を甲府で平成7年11月に開催することも決定し、比較内分泌学の学問的意義を浸透させることにした。

【研究種目】総合研究(B)

【研究期間】1994

【配分額】2,200千円 (直接経費: 2,200千円)