1. Sci. Signal., 12(611). pii: eaaw5505 (2019). →プレスリリース
2. Protein Pept. Lett. 26, 792-797 (2019).
3. Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 75, 116-122 (2019).
4. Sci. Rep. 7, 7739 (2017).
5. Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 67, 758-761 (2011)

②がん細胞の浸潤・転移に関わるRhoシグナル伝達系

細胞の基底膜などへの接着及び剥離と細胞運動の活性化は、癌細胞の転移・浸潤の細胞生物学的基盤として極めて重要です。Rhoファミリー(Rho、Rac、Cdc42)は、Rasスーパーファミリーに属する低分子量Gタンパク質であり、グアニンヌクレオチドに結合することでアクチン細胞骨格系を制御するシグナル伝達経路を活性化し、細胞の極性、運動、接着など細胞形態の調節に働きます。これまでに、Rhoシグナル伝達系で制御されるアクチン結合タンパク質ERMやRhoファミリーを活性化するグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)について立体構造解析をおこなってきました。

参考文献など

1. Genes Cells, 20, 847-859 (2015).
2. EMBO J. 29, 236-250 (2010)
3. J. Biol. Chem. 283, 29602-29612 (2008)
4. J. Mol. Biol. 381, 634-644 (2008)
5. Genes Cells 12, 1329-1338 (2007)
6. J. Biol. Chem. 282, 19854-19862 (2007)
7. Structure 14, 777-789(2006)

2. 神経系の発生および高次の生命機能を担うシグナル伝達系

①微小管を介したダイニンによる逆行性物質輸送のシグナル伝達系

細胞の中には、様々な細胞小器官があり、これらの器官が正しく機能するためには受容体などのシグナル伝達を担うタンパク質の精密な輸送が極めて重要です。特に細胞膜からエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれた受容体は、小胞輸送によってリサイクルされることが知られています。細胞内小胞輸送は、微小管に沿った輸送が中心であり、小胞体から細胞膜側へと輸送する順行性輸送と細胞膜側から小胞体へと輸送する逆行性輸送があります。ダイニンなどのモータータンパク質が逆行性輸送を担っていますが、遺伝的な機能欠損により筋萎縮症などの疾患を引き起こすことが知られています。本研究室では、ゴルジ体-小胞体間の逆行性輸送を制御するタンパク質複合体の立体構造決定をおこない、輸送される分子の選別がどのようにしておこなわれているのかを原子レベルで解明して、疾患発症の原因の理解を目指した研究をおこなっています。

参考文献など

1. Biochem. Biophys. Res. Commun. 460, 451-456 (2015).
2. Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 70, 1103-1106 (2014)

②神経細胞の発生・成熟化を担うシグナル伝達系

神経細胞の軸索の周りに作られる髄鞘(ミエリン)は、神経細胞間の電気伝導速度を上昇させる役割を持つ重要な構造体ですがが、どのような仕組みで形成されるのかは不明な点が多く残されています。当研究室では、Gタンパク質を制御するタンパク質複合体を研究対象として、シグナル伝達制御の仕組みを解明することで、神経系成熟化の仕組みを理解し、神経難病に対する創薬技術の開発を目指した研究を進めています(現在進行中)。

3. 遺伝子発現を制御するタンパク質複合体の分子機能解析

細胞では、DNAからmRNAが転写されて、そのmRNAを利用してリボソームによってタンパク質に翻訳されます。ヒトなどの高等生物では、スプライシングという分子機構を通してmRNAを編集し、一つの遺伝子から複数のタンパク質を作ることが知られていますが、その分子機構の実態は不明な点があります。また、RNAの転写を制御する転写因子群の分子機能についても不明な点が残されています。本研究室では、スプライシングを制御するタンパク質複合体や核内受容体等の転写因子群の立体構造解析を通して、高等生物の遺伝子発現を制御する分子機構に関する研究をおこなっています。これらの研究は、群馬大学および武蔵野大学と協力しておこなっています。