Extreme-value analysis of neuronal cargo transport

神经元货物运输的极值分析

• 批准号: 22K18679
• 负责人: 林 久美子
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18679/
• 关键词: 極値統計学; 軸索輸送; キネシン; ダイニン; KIF1A; iPSニューロン; 神経細胞

神経細胞ではシナプスの材料などは小胞（荷物）としてパッキングされ、軸索内をタンパク質分子モーター（キネシンとダイニン）に輸送される。分子モーターはアデノシン三リン酸の加水分解からエネルギーを得て微小管上に沿って動く。キネシンは細胞体から末端のシナプス領域に向かう順行性輸送を、ダイニンはシナプス領域から細胞体に向かう逆行性輸送を担当する。輸送方向が異なる２種類の分子モーターの物理性質の相違点を解き明かすことは重要である。これまでタンパク質1分子実験で速度-力関係の相違が報告されている。100nm程度の小胞に蛍光ラベルを施し、生きている神経細胞内で小胞輸送を蛍光イメージングし、動画データから輸送速度を測定する。マウスや線虫などの軸索輸送の輸送速度データを極値統計解析の再現レベルプロットを用いて解析した結果、キネシンとダイニンで異なる振る舞いを見せた。2022年度はキネシンとダイニンのそれぞれの速度-力関係の理論モデルを構築し、シミュレーションで２つの分子モーターの再現レベルプロットの差異を再現することに成功した。速度-力関係の理論モデルからダイニンの再現レベルプロットの異常性を理解することが出来たと考えている。また、ヒトiPSニューロンの軸索輸送の蛍光顕微鏡動画の試験的な解析（再現レベルプロット）を行い、キネシンによる小胞輸送でマウスとヒトで類似した結果を得た。その結果をアメリカ生物物理学会（67th Biophysical Society）の年会で発表した。

God 経 cells で は シ ナ プ ス の material な ど は small cell (the Netherlands) と し て パ ッ キ ン グ さ れ, axon を タ ン パ ク qualitative molecular モ ー タ ー (キ ネ シ ン と ダ イ ニ ン) に conveying さ れ る. Molecular モ ー タ ー は ア デ ノ シ ン three リ の ン acid hydrolysis か ら エ ネ ル ギ ー を have て tiny pipe に along っ て く. キ ネ シ ン は cell body か ら end の シ ナ プ に ス field to か う anterograde transport を, ダ イ ニ ン は シ ナ プ ス field か ら cell body に to か う retrograde transport を bear す る. The transport direction is が different なる2 types of <s:1> molecules are モ <s:1> タ タ <s:1> the point of contradiction in <s:1> physical properties <e:1> is を to clarify す す と と である important である. <s:1> れまでタ パ パ the actual experiment of a single molecule of the yroid で the velocity-force relationship <s:1> is in conflict が report されて る る る. 100 nm level の vesicular に 蛍 light ラ ベ ル を し, raw き て い る god 経 intracellular で vesicular transport を 蛍 light イ メ ー ジ ン グ し, animation デ ー タ か ら conveying speed を test す る. マ ウ ス や nematodes な ど の axon の transportation speed デ ー タ を on a numerical statistical parsing の reappearance レ ベ ル プ ロ ッ ト を with い て parsing し た results, キ ネ シ ン と ダ イ ニ ン で different な る vibration る dance い を see せ た. 2022 は キ ネ シ ン と ダ イ ニ ン の そ れ ぞ れ の speed - force masato is の theory モ デ ル を constructing し, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で 2 つ の molecular モ ー タ ー の reappearance レ ベ ル プ ロ ッ ト の differences を reappearance す る こ と に successful し た. Speed - force masato is の theory モ デ ル か ら ダ イ ニ ン の reappearance レ ベ ル プ ロ ッ ト の abnormal sexual を understand す る こ と が out た と exam え て い る. ま た, ヒ ト iPS ニ ュ ー ロ ン の axonal transport の 蛍 light 顕 micromirror animation の test な resolution (reproduced レ ベ ル プ ロ ッ ト) を い, キ ネ シ ン に よ る vesicular transport で マ ウ ス と ヒ ト で similar し た を た results. Youdaoplaceholder0 そ results をアメリカ the annual meeting of the 67th Biophysical Society で shows た た.

项目成果

極値統計解析を用いた 神経細胞軸索輸送の研究

利用极值统计分析研究神经元轴突运输

• 发表时间: 2022
• 作者: 塩沢 裕一;塩沢 裕一;石渡哲哉;林久美子;Kumiko Hayashi;林久美子;林久美子;林久美子
• 通讯作者: 林久美子

Extreme-value analysis of intracellular cargo transport by motor proteins

• DOI: 10.1038/s42005-024-01538-4
• 发表时间: 2024-02-13
• 期刊: COMMUNICATIONS PHYSICS
• 影响因子: 5.5
• 作者: Naoi，Takuma;Kagawa，Yuki;Hayashi，Kumiko
• 通讯作者: Hayashi，Kumiko

極値統計解析を用いた神経細胞軸索輸送の研究

利用极值统计分析研究神经元轴突运输

• 发表时间: 2023
• 期刊: 極値理論の工学への応用
• 作者: 塩沢 裕一;塩沢 裕一;石渡哲哉;林久美子
• 通讯作者: 林久美子