学際科学フロンティア研究所活動報告書_令和4年度
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KIF5 is a member of the kinesin superfamily that transports various cargos within cells. The KIF5 family includes three proteins: KIF5A, KIF5B, and KIF5C. In a previous research, I have shown that only KIF5A has a tendency to form oligomers among the family proteins. In this study, I further examined a disease mutant of KIF5A. Mutations in KIF5A have been linked to familial amyotrophic lateral sclerosis (ALS) through the mis-splicing of KIF5A mRNA, leading to the exclusion of exon 27, which encodes the cargo-binding tail domain of KIF5A. My results showed that the ALS-associated mutant of KIF5A, KIF5A(Δexon27), was more to form oligomers and aggregates. Notably, purified KIF5A(Δexon27) oligomers displayed increased movement on microtubules compared to wild-type KIF5A in vitro. These findings suggest that ALS-associated mutations of KIF5A are toxic gain-of-function mutations rather than simple loss-of-function mutations. [1] K. Chiba, K. M. Ori-McKenney, S. Niwa, R. J. McKenney. Synergistic autoinhibition and activation mechanisms control kinesin-1 motor activity. Cell Reports. 39(9):110900. (2022) [2] J. Nakano, K. Chiba, S. Niwa. An ALS-associated KIF5A mutant forms oligomers and aggregates and induces neuronal toxicity. Genes to Cells. 27(6):421-435. (2022) ―125―likely Biochemical analysis of KIF5 family proteins 睡眠覚醒に伴うアストロサイト活動の解明 脳は、神経細胞、グリア細胞で構成されている。これまで、脳の機能を担っている細胞は神経細胞がメインであると考えられてきたが、近年グリア細胞も様々な役割を持っていることが分かってきており、特に睡眠における役割が着目されている。本研究では、マウスにおいてグリア細胞の一種であるアストロサイトの活動が覚醒時に高まり、睡眠時、特にレム睡眠時に低くなることを見出した。この活動パターンは、複数の脳領域(大脳皮質、海馬、視床下部、小脳、脳幹)で一致していた。本成果により、アストロサイトを含めた脳全体での睡眠覚醒における役割の全貌解明に繋がることが期待される。本研究は、Journal of Neuroscience誌に掲載された。 参考文献 [1] *Tsunematsu T, Sakata S, Sanagi T, Tanaka KF, Matsui K (2021) Region-specific and state-dependent astrocyte Ca2+ dynamics during the sleep-wake cycle in mice. J Neurosci 41(25): 5440-5452. 千葉杏子(新領域創成研究部/生命・環境領域) 常松 友美(新領域創成研究部/生命・環境)

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