軸索伸長におけるRho-mDiaを介する低分子量G蛋白質間の協調作用の解明

• Project/Area Number: 13041050
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Foundation for Advancement of International Science
• Principal Investigator: 富永 知子 財団法人国際科学振興財団, 研究開発部, 専任研究員 (00280587)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中山 和久 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (40192679)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2002: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2001: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• Keywords: 神経科学 / 脳・神経 / 発生・分化 / Rho / mDia / Rhoキナーゼ / 成長円錐 / 軸索伸展

Research Abstract

低分子量G蛋白質Rhoの標的蛋白質であるmDiaおよびmDiaの下流の新たな情報伝達経路の解析により、細胞運動の時・空間的制御機構の解明を目指し、神経の成長円錐の形態維持・軸索伸長過程の検討を行っている。1)Yeast two-hybrid法により得られたmDia結合蛋白質の一つは、中枢神経系の発生に重要な核内転写調節蛋白質Pax6であった。非神経細胞においてmDiaが核内へ入りPax6と結合しその転写活性を抑制すること、小脳顆粒細胞の初代培養系においてmDiaの一過性強制発現によって内因性のPax6の発現が変化することを見いだした。現在、発生初期脳におけるmDiaとPax6のcolocalizationの検討を開始したところである。2)さらに小脳顆粒細胞の初代培養系において、軸索伸長に対してmDiaが促進的に作用することが明らかとなった。この結果は、これまでRhoファミリー蛋白質では、Rac, Cdc42が成長円錐の伸展を、RhoおよびRhoキナーゼが成長円錐の体縮を起こすという数々の報告とは相反するものである。このことはRhoの下流における時・空間的制御機構およびRhoファミリー蛋白質の協調作用の存在を示唆し、これによって軸索伸長巧妙に制御されていることが考えられる。最近の研究で、これをうらずけるような、Rho-mDia-Srcキナーゼ-DIP(新規mDia結合蛋白質)(Mol. Cell,5,2000;JBC,276,2001)の下流の新たな情報伝達経路を見いだし、DIPも軸索伸長をおこすことが判明した(論文投稿中)。

Research Products

• [Publications] Tominaga, T., Meng, W., Togash, K., Urano, H., Tominaga, M.: "Ca^<2+>-dependent Physical Interaction with Calmodulin Causes Desensitization of TRPV1(VR1)"Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (2003)
• [Publications] Tominaga, T., Meng, W., Togash, K., Urano, H., Alberts AS., Tbminaga, M.: "The Rho GTPase effector protein, mDia, inhibits the DNA-binding ability of the transcription factor Pax6 and changes the pattern of neurite extension in cerebellar granule cells through its binding to Pax6"J.Biol.Chem.. 277. 47686-47691 (2002)
• [Publications] Numazaki, M., Tominaga, T., Toyooka, H., Tominaga, M.: "Direct Phosphorylation of Capsaicin Receptor VR1 by PKC and Identification of Two Target Serine Residues"J.Biol.Chem.. 277. 13375-13378 (2002)
• [Publications] Satoh, S., Tominaga, T.: "Mouse Diaphanous Interacting Protein acts downstream Rho-mDia and modifies Src activation and stress Fiber Formation"J.Biol.Chem.. 276. 39290-39294 (2001)
• [Publications] Tominaga, T., Sahai, E., Chardin, P., McCormick, F., Courtneidge, SA., Alberts, AS.: "Mouse diaphanous-related formines bridge rho GTPases and Src tyrosine kinase"Mol.Cell.. 5. 13-25 (2000)
• [Publications] 富永知子(分担執筆): "細胞骨格と細胞運動(竹縄忠臣編)(II.ダイナミックなアクチン繊維の再編を制御するシグナル分子4.mDia)"Springer-Verlag Tokyo, Inc.. 123-137 (2002)
• [Publications] Satoh, S., Tominaga, T.: "mDia interacting protein acts downstream of Rho-mDia and modifies Src activation and stress fiber formation"J.Biol.Chem.. 276. 39290-39294 (2001)
• [Publications] Numazaki M., Tominaga T., Toyooka H., Tominaga M.: "Direct phosphorylation of capsaicin receptor VR1 by PKCε and identification of two target serine residues"J.Biol.Chem.. 277. 13375-13378 (2002)