カルパインp94の新規バリアントによる細胞周期制御

• Project/Area Number: 16026209
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Metropolitan Organization for Medical Research
• Principal Investigator: 反町 洋之 (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 副参事研究員 (10211327)
• Project Period (FY): 2004 – 2005
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2005)
• Budget Amount: ¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000); Fiscal Year 2005: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000); Fiscal Year 2004: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: カルパイン / シグナル伝達 / 酵素 / タンパク質 / プロテオリシス / 筋ジストロフィー / コネクチン / スプライスバリアント / カルシウム / 筋肉 / サイクリンA / DNAマイクロアレイ解析 / ノックインマウス

Research Abstract

カルパインは細胞質内で基質を直接限定切断することにより、機能・構造を変換するモジュレータ・プロテアーゼである。細胞周期では、p35 CDK5 activatorのp25へのプロセシングへのカルパインの関与や、カルパインnCL-4の発現レベルと癌化との関連などが報告されている。我々はカルパイン様プロテアーゼによってcyclin Aが切断を受けて安定化することを見出し、この本体を追求した。その結果、骨格筋特異的カルパインp94(カルパイン3)の筋特異的プロモーターの上流に、組織普遍的発現を示す新規プロモーターを見出し、p94の新規バリアントの存在を発見した。また、興味深いことに不活性型p94(p94:C129S)ノックインマウスでは、LPSの刺激による免疫反応に異常が見出され、p94の新規バリアントが血球系の分化にも影響を与えている可能性が示唆された。そこで本研究では、この新規分子種が細胞周期制御にどう関与しているかを解析した。p94は骨格筋特異的カルパインとして我々が1989年に発見したものであり、その遺伝子変異により筋ジストロフィーを発症する。本年度は、p94の骨格筋細胞分化に与える影響について詳細に解析した。分化過程でのp94の発現を解析した結果、様々なスプライスバリアントの発現の増減が観察された。また、全長のp94の筋細胞内での局在が、分化と共にM線からN2Aを経てZ線に変化することも判明した。さらに、p94の特異領域の一つを欠いたバリアントを強発現するトランスジェニックマウスでは筋成熟が抑制されてしまうことを考え合わせると、p94の適切なバリアントが適切な時期に発現することが筋細胞分化にとって重要であることが明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Stomach-specific calpain, nCL-2, localizes in mucus cells and proteolyzes the β-subunit of coatomer complex, β-COP. (2006)
  • Author(s): Hata, S.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. (in press)(未定)
• [Journal Article] Possible functions of p94 in connectin-mediated signaling pathways in skeletal muscle cells. (2006)
  • Author(s): Ojima, K.
  • Journal Title: J.Muscle Res.Cell Motil. (in press)(未定)
• [Journal Article] Constitutive activation of the pH-responsive Rim101 pathway in yeast mutants defective in late steps of the MVB/ESCRT pathway. (2005)
  • Author(s): Hayashi, M.
  • Journal Title: Mol.Cell.Biol. 25 Pages: 9478-9490
• [Journal Article] Inhibitory NK receptor Ly49Q is expressed on subsets of dendritic cells in a cellular maturation- and cytokine stimulation-dependent manner. (2005)
  • Author(s): Toyama-Sorimachi, N.
  • Journal Title: J.Immun. 174 Pages: 4621-4629
• [Journal Article] Inhibitory NK receptor Ly49Q is expressed on subsets of dendritic cells in a cellular maturation- and cytokine stimulation-dependent manner. (2005)
  • Author(s): Toyama-Sorimachi, N., Omatsu, Y., Onoda, A., Tsujimura, Y., Iyoda, T., Maki, A., Sorimachi, H., Dohi, T., Taki, S., Inaba, K., Karasuyama, H.
  • Journal Title: J.Immun. (in press)
• [Journal Article] Calpain. (2004)
  • Author(s): Sorimachi, H., Ono, Y.
  • Journal Title: Encyclopedia of Biological Chemistry(eds., W.J.Lennarz, M.D.Lane)(Elsevier, Oxford) 1 Pages: 300-306
• [Journal Article] Degradation of fodrin by m-calpain in fibroblasts adhering to fibrillar collagen I gel. (2004)
  • Author(s): Sato, K., Hattori, S., Irie, S., Sorimachi, H., Inomata, M., Kawashima, S.
  • Journal Title: J.Biochem. 136 Pages: 777-785
  • NAID: 10016204238
• [Journal Article] Neoculin as a New Taste-modifying Protein Occurring in the Fruit of Curculigo latifolia. (2004)
  • Author(s): Shirasuka, Y., Nakajima, K., Asakura, T., Yamashita, H., Yamamoto, A., Hata, S., Nagata, S., Abo, M., Sorimachi, H., Abe, K.
  • Journal Title: Biosci.Biotechnol.Biochem. 68 Pages: 1403-1407
  • NAID: 10013287069
• [Journal Article] Induction and myofibrillar targeting of CARP, and suppression of the Nkx2.5 pathway in the MDM mouse with impaired titin-based signaling. (2004)
  • Author(s): Witt, C.C.^*, Ono, Y.^*, Puschmann, E., McNabb, M., Wu, Y., Gottharth, M., Witt, S.H., Haak, M., Labeit, D., Gregorio, C.C., Sorimachi, H., Granzier, H., Labeit, S.
  • Journal Title: J.Mol.Biol. 336 Pages: 145-154
• [Journal Article] Possible regulation of the conventional calpain system by skeletal muscle-specific calpain, p94/calpain 3. (2004)
  • Author(s): Ono, Y., Kakinuma, K., Torii, F., Irie, A., Nakagawa, K., Labeit, S., Abe, K., Suzuki, K., Sorimachi, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 2761-2771