Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

Rho / ICAM-2 / PIP2 / 細胞骨格 / 細胞接着

RadixinはERMファミリーに属する細胞膜とアクチン細胞骨格を繋ぐリンカー蛋白質である。興味深いことに、細胞内シグナル伝達としては、低分子量G蛋白質Rhoの下流と上流の両方に位置しているとされている。radixinは複数の分子(PIP2、細胞接着分子、RhoGDI、アクチン、Dbl)と相互作用するFERMドメイン(〜300残基)をN-末端にもつ。これらの分子認識を通して達成される機能制御メカニズムの解明を目指して、幾つかの複合体の結晶の構造解析を行った。今回、細胞接着分子ICAM-2との複合体、ならびにRhoGDIとの複合体の結晶化に成功した。両者とも構造決定して、ICAM-2認識とGDI活性制御機構を明らかにした。既に構造決定している遊離型ならびにIP3複合体の構造と比較して、PIP2の認識、膜への会合、ならびにunmaskingの機構との関連を変異実験や結合実験で解析する基盤ができた。
神経線維芽腫瘍II型(Neurofibromatosis type2,NF2)は、両側聴神経の異常に伴い、髄膜腫、脊髄腫瘍などの神経系腫瘍が同時に多発する疾病である。その原因遺伝子がコードする癌抑制蛋白質merlinはERMの最類似蛋白質で、接着分子とアクチン骨格との連結など、ERMと類似した機能をもつとされており、merlinの異常による細胞接着機能の低下が発症の原因と考えられている。Merlinの変異の多くはそのアミノ末端のFERM類似ドメインに落ちる。今回、このドメインの構造を決定して、ERMのものと比較して、その機能がほぼ同等であることを示した。また、多くの癌原性変異の構造的な解釈を提出した。

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】
岡田健吾	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)
清水敏之	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)

【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)