Regulation of primary cilia dynamics

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一次繊毛は細胞から一本突出する特殊な細胞小器官である。その微小な構造には「選ばれた」タンパク質が高密度に集積し、外界の環境を鋭敏かつ迅速にキャッチするシグナルセンターとして働く。神経細胞の一次繊毛長が一定の範囲を越えると、その樹状突起の複雑性や軸索丘の形態が変化することが示されている。しかし、長さが変わった繊毛において、そのセンサー機能（外部シグナルに対する反応性）は一体どうなるのだろう？この点について一次繊毛局在型受容体を中心として調べた研究はほとんど見当たらない。私たちは、一次繊毛が関与する摂食・情動の理解を目指し、神経細胞の一次繊毛膜上に局在する限られたGタンパク質共役型受容体 (GPCR) の一つ、メラニン凝集ホルモン受容体1 (MCHR1) に着目した研究を行っている。その成果の一つは、”神経細胞がつくるMCH（食欲・情動行動の調節物質）が海馬神経細胞の繊毛膜に局在するMCH受容体に働きかけ、繊毛長を短くする” というダイナミックな現象を初めて見出したことである。さらに、RNA-seqにより、繊毛縮退に到る新しい連携シグナル経路も明らかにした。2022年度は一次繊毛局在型MCHR1発現細胞を用いて3種類の伸長モデル系を確立した。この伸長パターンについて詳細な解析を行ったところ、繊毛が長くなるまでの経路はそれぞれ独立していること、そして、伸長した繊毛が有する外部センサー機能さえも伸長誘導因子により大きく異なることを初めて明らかにした。