拠点メンバー

福田　光則（細胞生物学）

福田光則

1996年東京大学大学院医学系研究科博士課程修了。医学博士。1996年日本学術振興会特別研究員（PD）、1998年理化学研究所・脳科学総合研究センター研究員、2002年独立行政法人理化学研究所・福田独立主幹研究ユニットユニットリーダーを経て、2006年より現職。専門は細胞生物学、神経科学。神経細胞における小胞輸送（神経伝達物質の放出など）やメラニン色素の輸送の分子メカニズムの解明に従事。著書に『シナプトタグミンによる調節性分泌の制御』（蛋白質核酸酵素、共立出版、2004年）、『美白への新たなアプローチ―メラニン輸送をストップさせる―』（バイオニクス、オーム社、2005年）など。日本生化学会奨励賞（2004年）、花王研究奨励賞（2006年）などを受賞。


研究内容の紹介

私達の体は何十兆個もの細胞により成り立っており、細胞は生命の基本単位と考えられています。真核細胞の場合、細胞内にはさらに膜（脂質二重膜）で包まれた様々なオルガネラ（核、小胞体、ゴルジ体などの細胞内小器官）で満たされています。これらのオルガネラは独自の機能を持ちますが決して独立した存在ではなく、「膜輸送（メンブレントラフィック）」を介して頻繁に情報交換を行っています。具体的には、ある種の分子が小胞に包まれてオルガネラ間や細胞間を輸送される現象で、神経細胞同士の情報交換（すなわち神経伝達物質の放出）にも重要な役割を果たしています。神経伝達物質の放出異常が重度の神経疾患を引き起こすように、適切な膜交通が損なわれるとヒトは様々な病気を発症することが知られています。このため、膜輸送の分子メカニズムの解明は生物学・医科学における重要な研究課題の一つと考えられています。膜輸送を円滑に行うためには「交通整理人」の存在が重要で、私達の研究分野ではこの交通整理人役の蛋白質を同定し、その役割を明らかにすることにより、膜輸送の分子メカニズムの解明に取り組んでいます。

細胞内では様々な「膜輸送」が行われていますが、私達の研究分野では、この中でも特に神経細胞に特異的に見られる膜輸送（特に分泌現象）に焦点を当てて研究を行っています。これまでの研究で、シナプトタグミンI（synaptotagmin I）と呼ばれる交通整理人役の蛋白質が、シナプス小胞の開口放出（特にシナプス小胞のドッキングと融合のステップ）及びシナプス小胞のリサイクリングの制御に重要な役割を果たす多機能分子であることを明らかにしてきました（図１）。また、最近ではメラノサイト（メラニン色素産生細胞）に特異的に見られるメラノソーム（メラニン色素含有小胞）の輸送に興味を持ち、その分子メカニズムの解明にも取り組んでいます。神経細胞とメラノサイトは全く異なる機能の細胞ですが、発生学的に見るとメラノサイトは神経細胞と同じ神経冠細胞に由来し、膜輸送という観点から見るとメラノソームの輸送は分泌の特殊な形態と捕らえることが出来ます。つまり、メラノサイトと神経細胞の膜輸送で類似の分子が機能していても不思議ではない訳です。実際、私達の研究室では、神経細胞で機能するシナプトタグミンに類似した分子（スリップ ＝ Slp, synaptotagmin-like protein）が、メラノサイトにおいて低分子量G蛋白質Rab27A（ラブと呼ばれる別の交通整理人）と協調して、メラノソームを輸送することを発見しています（図２）。このように私達の研究分野では、分子生物学、細胞生物学、生化学、分子イメージングの技術を駆使して、膜輸送の分子メカニズムを解明することにより生命現象を理解することを目指しています。

図１．シナプトタグミンI分子によるシナプス小胞輸送制御の分子メカニズム。シナプス小胞の輸送は、ドッキング、プライミング、融合、リサイクリングの少なくとも四つのステップにより構成され、このうち三つのステップにシナプトタグミンI分子が関与する。

図２．低分子量G蛋白質Rab27Aとそのエフェクター分子によるメラノソーム輸送の分子メカニズム。Rab27Aはメラノソーム上に特異的に存在し、Slac2-a、Slp2-aという二種類のエフェクター分子と連続的に相互作用することにより、メラノソームを輸送する。

代表的な論文
  1. 1. Kuroda, T.S., Ariga, H. and Fukuda, M. (2003) The actin-binding domain of Slac2-a/melanophilin is required for melanosome distribution in melanocytes. Mol. Cell. Biol. 23, 5245-5255
  2. 2. Llinas, R.R., Sugimori, M., Moran, K.A., Moreira, J.E. and Fukuda, M. (2004) Vesicular reuptake inhibition by a synaptotagmin I C2B domain antibody at the squid giant synapse. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101, 17855-17860
  3. 3. Kuroda, T.S. and Fukuda, M. (2004) Rab27A-binding protein Slp2-a is required for peripheral melanosome distribution and elongated cell shape in melanocytes. Nature Cell Biol. 6, 1195-1203
  4. 4. Tsuboi, T. and Fukuda, M. (2005) The C2B domain of rabphilin directly interacts with SNAP-25 and regulates the docking step of dense core vesicle exocytosis in PC12 cells. J. Biol. Chem. 280, 39253-39259
  5. 5. Tsuboi, T. and Fukuda, M. (2006) The Slp4-a linker domain controls exocytosis through interaction with Munc18-1・syntaxin-1a complex. Mol. Biol. Cell 17, 2101-2112

出版・媒体

 

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