神経細胞・細胞骨格の分子細胞生物学的研究

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I)神経細胞の形態形成における細胞骨格の機能(1)主要な微小管関連蛋白MAP2及びMAP1Bの機能の解明。MAP1B遺伝子欠失マウスを作成し,その脳の組織構築,神経細胞の微細構造,他の細胞骨格蛋白の発現量の解析を行った。MAP1B欠失マウスは運動性の低下,体重減少がみられ,特に視神経の発達が遅延していた。MAP1Bが軸索伸長時に重要な役割を果たしている事が示唆された。現在MAP2gene targeting用コンストラクトを作成中である。II)神経細胞の物質輸送における細胞骨格の機能(1)モーター分子kinesinのモーター領域と微小管との複合体の三次元微細構造の解析。kinesinの頭部モーター領域をE.coliで精製,微小管と結合させた後,急速凍結,極低温透過型電顕で観察し、三次元の再構成を行い,その微細構造を明らかにした。(2)新しいモーター分子KIF1A,KIF2,KIF3Bの分子細胞生物学的解析を行った。KIF1Aは単頭順行性モーター(1.5μm/sec)でシナプス小胞の前駆体を運ぶモーターであり,KIF2はホモダイマー順行性モーター(0.4μm/sec)で幼若な神経細胞に多く発現され,シナプス小胞前駆体とは異なる膜小器官を運ぶモーター分子である。KIF3BはKIF3Aとヘテロダイマーを形成し,KAP3と命名した結合蛋白をその尾部に結合させ,順行性(0.4μm/sec)にシナプス小胞前駆体とは異なる膜小器官を輸送するモーター分子である。(3)kinesinモーター分子のモーター領域に点突然変異を導入しその機能を解析したところ,ライソゾームのゴルジ装置よりの拡散が障害されkinesinがこの機能を担っている事が分かった。