《微管剪下蛋白Katanin60的功能解析》是依託湖北大學，由金珊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：微管剪下蛋白Katanin60的功能解析
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：金珊
- 依託單位：湖北大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Katanin是ATP酶超家族的一員。它是由具有催化ATP水解活性及微管剪下功能的Katanin60亞基及可使其定位於中心體區域的Katanin80亞基組成。Katanin60在進化上高度保守。體外培養細胞研究顯示Katanin可剪下微管使之形成短的片段，並在神經軸突發育中起重要作用。目前，除線蟲外尚未見到其它模式動物用於研究katanin60的功能。我們初步研究結果顯示敲減果蠅katanin60的表達可以造成細胞核周圍微管密度增加，同時表現明顯的突觸發育的異常，表明其在神經突觸發育中起著重要的作用。本計畫擬通過生物化學，細胞生物學，電生理學，遺傳學，活體成像技術和電子顯微鏡術等多學科的研究方法，解析katanin60在微管網路調控和在神經系統特別是神經突觸發育中的功能。該研究不但能促進我們對katanin體內功能的認識，而且還能加深我們對微管調控突觸發育機制的理解。
結題摘要
微管在多種的生物過程包括細胞分裂，細胞的生長和活力，細胞內運輸，及維持細胞的形狀等起重要功能。微管異常與神經發育和神經退行性疾病如遺傳性痙攣性截癱密切相關。在微管調控蛋白中，katanin是第一個發現微管剪下蛋白，但其在神經系統的功能尚未在多細胞生物的體內進行研究。katanin蛋白由兩個亞基組成；催化亞基katanin 60包含一個AAA功能域（參與各種細胞活動的ATP酶）可以水解ATP斷裂微管纖維，而katanin 80是一個定位和調節亞基。為了解析其在體內的功能，我們構建了katanin突變體果蠅和可以組織特異性高表達katanin 60的轉基因果蠅。Katanin 60的無功能突變體在蛹期致死，表明它是發育必不可少基因。Katanin 60的突變體的神經肌肉接頭（neuromuscular junction，NMJ）顯示多餘的衛星扣結（bouton），神經傳遞的明顯下降，電鏡結果顯示在神經肌肉接頭內有大量的大囊泡。外周感覺神經元的樹突（dendrity），katanin 60突變可以增加樹突的分枝，而katanin 60的過度表達導致則導致相反地的結果。通過與組蛋白去乙醯化酶（histone deacetylase 6，HDAC6）遺傳相互作用的分析表明，在神經系統和和非神經系統中， HDAC6突變導致微管乙醯化水平升高可以增加其對Katanin敏感性，反之高表達HDAc6可以減緩katanin對微管的破壞。綜上所述，我們的結果第一次闡明了katanin 60是神經肌肉突觸和樹突的正常發展所必需的。該研究已撰寫成文提交到Development並已被接受。本研究達到課題申請時所提目標。
