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マウスの発生発達における微小管関連因子の役割:雄性生殖細胞におけるATAT1の動態と脳におけるTauの機能

矢内 凜 東北大学

2021.03.25

概要

微⼩管はαチューブリンとβチューブリンのヘテロダイマーを最⼩単位とし、動的に構造を保ちながら、細胞の形態維持や変化、細胞内物質輸送、有⽷分裂、鞭⽑や繊⽑の運動において重要な役割を果たしており、多岐にわたる機能を担ううえで、微⼩管は様々な制御因⼦の制御を受けている（Janke C et al., 2011,HalpainS et al., 2006, Dehmelt L et al., 2005）。

　雄マウスのライフサイクルにおいて、微⼩管は⽣殖能⼒、脳機能における最重要構造の1つである。精⼦において微⼩管は鞭⽑軸⽷に存在し、モータータンパクによる滑り運動によって運動性を発⽣させる(Lindemann C. B et al., 2010)。従って、微⼩管機能に基づいた精⼦機能制御に関して、微⼩管制御因⼦の中では、モータータンパクに着⽬した研究が進んでいる⼀⽅、微⼩管構造の安定化等の直接的な制御に関わる他の微⼩管制御因⼦の解析例は⾮常に少ない。精⼦形成において、細胞の形態変化に微⼩管が関わるため、微⼩管構造の安定化に関与する制御因⼦であるmicrotubule-associated protein 2（Map2）やalpha-tubulin N-acetyltransferase 1（Atat1）の⽋損モデルでは、しばしば異常形態の精⼦が産⽣される（Sun F et al., 2011, KalebicN et al., 2013）。このため、微⼩管制御因⼦⽋損モデルでは精⼦における微⼩管制御因⼦の機能解析が困難になり、微⼩管制御因⼦の精⼦への残存や精⼦における機能性の検討が不⾜している。

　⼀⽅、神経細胞における微⼩管は物質輸送のレールとしての役割を果たし（Hirokawa N et al., 2010）、神経伝達に必要不可⽋な構造である。この機能制御において、Map2やmicrotubule-associated protein tau（Tau）等の様々な微⼩管結合タンパクによる微⼩管構造の安定化が関与することが知られている(Dehmelt L et al., 2005)。脳における微⼩管制御因⼦の研究において、神経疾患の原因として、複数の微⼩管結合タンパクの遺伝⼦変異（滑脳症の原因としてplatelet activating factor acetylhydrolase 1b regulatory subunit 1: LIS1 や doublecortin: DCX、認知症の原因として microtubule-associated protein tau: MAPT）が特定されており(Gleeson J G et al., 1998,HirotsuneS et al., 1998,HuttonM et al., 1998)、モデル動物を⽤いた病態評価が盛んである。⼀⽅で、変異型タンパクの研究が主流であるため、正常機能に関しては未解明な点が多く残されており、発⽣発達期における重要性の検討が不⾜している。

　これらの問題点の検討は、精⼦機能評価の新たな視点や未だ治療法の確⽴されていない神経変性疾患における異常タンパクの病原性と表裏⼀体にある正常機能の重要性を⾒出す可能性を秘めており、動物⽣産や医学に貢献できると考えられる。本研究では、マウスにおける微⼩管制御因⼦の新たな重要性を明らかにするため、マウス雄性⽣殖細胞におけるATAT1の動態とマウス脳におけるTauの機能を解析した。

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参考文献

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