Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

低分子量G蛋白質 / IQGAP / カドヘリン / カテニン / AF-6 / 細胞接着

低分子量G蛋白質のRasとCdc42、Racはそれぞれ細胞の増殖や細胞骨格を制御しているが、その作用機構は不明であった。我々はRasとCdc42、Racの作用機構とその病態を明らかにする目的で、これらの標的蛋白質の単離・同定を試みた。その結果、Rasの新規標的蛋白質としてAF-6を同定した。AF-6は細胞接着に関与するPDZドメインを持ち、細胞接着の制御に関与している可能性が高い。我々は上皮細胞であるMDCK細胞においてAF-6は細胞間接着部位に局在することを見出し、接着分子蛋白質であるZO-1と直接結合することを見出した。したがって、RasはAF-6を介して細胞の接着性を制御している可能性が高い。一方、Cdc42、Racの標的蛋白質としてIQGAPを同定した。IQGAPもMDCK細胞においては細胞間接着部位に濃縮されており、細胞間接着分子であるカドヘリンやカテニンと局在が一致することを見出した。IQGAP1はカドヘリン・カテニンとin vitroとin vivoの両方で結合することを見出した。さらに、IQGAP1を細胞内にoverexpressionするとカドヘリン依存性の細胞間接着をnegativeに制御することを見出した。このIQGAP1の作用は活性型Cdc42により抑制された。これにより、今まで不明であった細胞間接着の制御機構を分子レベルで解明されることが期待され、これらの結果はこれらの分子が関わると考えられている種々の病態の理解や治療法、診断法に応用されることが期待される。
以上本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

低分子量G蛋白質 / Rho-kinase / リン酸化 / 細胞接着 / カドヘリン / 細胞運動 / 微絨毛 / 神経突起 / 低分子量GTP結合蛋白質 / Rho / Rho-Kinase / MBS / ERM / adducin / IQGAP

低分子量G蛋白質のRhoファミリー(Rho、Cdc42、Rac)は細胞接着や細胞骨格を制御しているが、その作用機構は不明であった。私共はRhoの標的蛋白質としてセリン・スレオニンキナーゼであるRho-kinase、PKNとmyosin phosphataseの制御サブユニットであるMBS(myosin-binding subunit)を、またCdc42、Racの標的分子としてIQGAP1を同定している。本研究では、これらの低分子量G蛋白質ならびに標的蛋白質による細胞接着と細胞骨格の制御機構を明らかにする目的で解析を進めた。まず、Rho-kinaseの新たな細胞内基質蛋白質としてadducinとmoesinを同定した。そしてRho-kinaseが細胞内でadducinとmoesinをリン酸化することにより細胞運動と微絨毛様構造の形成をそれぞれ制御することを証明した。また、Rho-kinaseがmyosin light chainのリン酸化を上昇させることにより神経突起の退縮を引き起こすことを証明した。さらにRho-kinaseの新たな基質としてMAP2、Tau、CRMP2(Collapsin response mediator protein)を見出している。現在、これらMAP2、Tau、CRMP2の基質のin vivoにおけるリン酸化と、そのリン酸化の生理的意義を細胞レベルで解析している。また、Cdc42とRaclの標的蛋白質IQGAP1に関してはこれがcadherinとβ-cateninに結合して細胞間接着をネガティブに制御することを証明した。以上、本研究の研究目標はほぼ達成できたと考えられる。

【研究分担者】
黒田真也	奈良先端科学技術大学院大学	バイオサイエンス研究科	助手	(Kakenデータベース)