酵母を利用したがん関連遺伝子の機能解析

• Project/Area Number: 06283211
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 松本 邦弘 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 教授 (70116375)
• Project Period (FY): 1994 – 1999
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1999)
• Budget Amount: ¥92,000,000 (Direct Cost: ¥92,000,000); Fiscal Year 1999: ¥16,000,000 (Direct Cost: ¥16,000,000); Fiscal Year 1998: ¥15,000,000 (Direct Cost: ¥15,000,000); Fiscal Year 1997: ¥15,000,000 (Direct Cost: ¥15,000,000); Fiscal Year 1996: ¥20,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000); Fiscal Year 1995: ¥14,000,000 (Direct Cost: ¥14,000,000); Fiscal Year 1994: ¥12,000,000 (Direct Cost: ¥12,000,000)
• Keywords: シグナル伝達 / MAP kinase / Wnt / TCF転写因子 / MAPキナーゼ / TGF-β / IL-1 / MAPキナーゼカスケード / IL1 / 増殖制御 / TGF-β スーパーファミリー / Raf / Ras / 14-3-3 / 酵母

Research Abstract

細胞の増殖・分化を制御する情報伝達機構の解析は、発癌の分子機構解明に大きく寄与することが期待される。細胞の増殖・分化制御に必須の情報伝達経路の一つとして、MAPキナーゼ(MAPK)カスケードが知られている。酵母の系を利用して分離されたTAK1はMAPKKKファミリーに属し、動物細胞においてTGF-betaやIL-1等のシグナル伝達経路で機能することを明らかにしてきた。真核細胞の増殖・分化調節機構は、酵母、線虫、ショウジョウバエからヒトに至るまで保存されている。そこで、線虫をモデル動物として、TAK1の個体レベルでの機能を明らかにする目的で、線虫におけるTAK1ホモログtlk-1を分離し解析を行った。その結果、線虫のTAK1ホモログはLIT-1というMAPK様キナーゼを介して、Wntシグナル伝達系に関与していることが明らかになった。
動物細胞においては、細胞外からのWntシグナルに応答して、beta-cateninが転写因子TCFと複合体を形成してDNA上の応答配列に結合し、標的遺伝子の転写を活性化する。さらに、このWntシグナル伝達系は、癌化と関連している。線虫で得られた解析から、動物細胞のWntシグナル伝達系においても、TAK1及びNLK(動物細胞のLIT-1ホモログ)が関与する可能性が考えられる。解析の結果、TAK1がNLKのキナーゼ活性を活性化すること、NLKがTCFをリン酸化すること、さらに、NLKによるTCFのリン酸化の結果、beta-catenin-TCF複合体のDNA結合活性が低下し、標的遺伝子の転写が不活性化されることが明らかとなった。このように、動物細胞においてもTAK1-NLKキナーゼカスケードが、Wntシグナル伝達系に関与することが明らかになった。

Research Products

• [Publications] 辻(二之宮)順: "The Kinase TAKI can activate the NIK-IkB as well as the MAP kinase cascade in the IL-1 signalling pathway"Nature. 398. 252-256 (1999)
• [Publications] Menegini, M. D.: "MAP kinase and Wnt Pathways converge to down regulate an HMG-domain repressor in C. elegans"Nature. 399. 793-797 (1999)
• [Publications] 石谷太: "The TAKI-NLK-MAPK related pathway antagonized signalling between β-catenin and the transcription factor TCF"Nature. 399. 798-802 (1999)
• [Publications] 安達(山田)卓: "Distortion of proximodigtal information causes JNK-dependent apoptosis in Drosophila wing"Nature. 400. 166-169 (1999)
• [Publications] M.Kurokawa: "The oncoprotein Evi-1 represses TGF-β signalling by inhibiting Smad3" Nature. 394. 92-96 (1998)
• [Publications] J.N-Tsojz: "The kinase TAKI canactivate the NIK-1kB as well as the MAP kinase cascade in the interleakin-1 signalling pathway" Nature. In press. (1999)
• [Publications] Ichijo,H., et al.: "Induction of apoptosis by ASK1,a mammalian MAPKKK that activates SAPK/JNK and p38 signaling pathway" Science. 275. 90-94 (1997)
• [Publications] Watanabe,Y., et al.: "Characterization of a serum response factor-like protein in Saccharomyces cerevisiae,Rlm1,which has transcriptional activity regulated by the MpK1 (SH2)mitogen-activated protein kinase pathway" Mol.Cell.Biol.17. 2615-2623 (1997)
• [Publications] Sugimoto,K., et al.: "Rfc5,areplication factor C component,is required for regulation of Rad53 protein kinase in the yeast checkpoint pathway" Mol.Cell.Biol.17. 5905-5914 (1997)
• [Publications] Hiroshi Shibuya et al.: "TAB1 : An Activator of the TAK1 MAPKKK in TGF-β Signal Transduction" SCIENCE. 272. 1179-1182 (1996)
• [Publications] K.Yamaguchi et.al.: "Identificultin of a membar of the MAPKKK family as a potential mediutor of TGF-β sisnal trave cluction" Science. 270. 2008-2011 (1995)
• [Publications] Kenji Irie et al.: "Stimulutory effects of yeast and mammalius 14-3-3 proteins on the Raf protein kinase" Science. 265. 1716-1719 (1994)
• [Publications] Kazuya Shimizu et al.: "Synergistie activation by Ras and 14-3-3 protein of a mitogen-activated protein kinase kinase kinase named Ras-Dependent extra cellular" J.B.C.269. 22917-22920 (1994)
• [Publications] Kentaro Doi et al.: "MSG5,a novel protein phosphatase promotes adaptation to phenomone response in S.cerevisise" EMBO J.13. 61-70 (1994)
• [Publications] Kenji Irie et al.: "The yeast MOT2 gene encodes a putative Zinc finger protein that serves as a global negotive regulator uffecleu expression" Mol.Cell.Biol.14. 3150-3157 (1994)
• [Publications] Naoki Hisumoto et al.: "The Glc7 Type I protein phosplatose of Sacchoromy cerevision is required for cell cycle progression in G2/M" Mol.Cell.Biol. 14. 3158-3165 (1994)