細胞の極性形成における低分子量Gタンパク質の役割と作用機構

• Project/Area Number: 20054010
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 扇田 久和 Kobe University, 医学研究科, 准教授 (50379236)
• Project Period (FY): 2008 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥5,200,000); Fiscal Year 2009: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000); Fiscal Year 2008: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,600,000)
• Keywords: Rap1 / Rac1 / RhoA / アファディン / インテグリン / 増殖因子受容体 / ネクチン / Cdc42 / 細胞極性

Research Abstract

細胞の極性形成には上皮細胞の細胞間接着部位における上下軸方向に生じるものや運動している細胞における前後軸方向に生じるものなどがある。運動している細胞では前後軸方向の極性形成により、運動方向前方に向かって先導端が形成されるが、この先導端形成は細胞の運動において重要である。本年度はRasファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rap1やRhoファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rac1、RhoAに着目して、これらの分子が細胞運動時の極性形成において果たす役割と作用機構について検討を行った。細胞をPDGFで刺激すると細胞は刺激方向に向かって運動先導端を形成し、その部位にPDGF受容体、インテグリンおよびネクチン様分子(Necl)-5が集積する。この運動先導端に、活性化したRap1も集積していた。Rap1は、PDGF刺激によってリン酸化されたPDGF受容体に結合するアダプター分子CrkおよびRap1のGDP/GTP交換促進因子C3Gを介して活性化された(Miyata et al.J Cell Sci.2009)。活性化したRap1は先導端において、RacのGDP/GTP交換促進因子Vav2を活性化することによりRac1を活性化すると共に、RhoAのGTPアーゼ活性化因子ARAPを活性化することによりRhoAの活性化を抑制した。PDGF刺激に対する細胞運動には、運動先導端におけるRap1、Rac1、RhoAの周期的な活性化・不活性化のサイクルが重要であった(Miyata et al.J Biol Chem.2009)。

Research Products

• [Journal Article] Involvement of the interaction of afadin with ZO-1 in the formation of tight junctions in MDCK cells. (2010)
  • Author(s): Ooshio, et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 285巻・7号 Pages: 5003-5012
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of afadin in the formation and remodeling of synapses in the hinnocamnus. (2009)
  • Author(s): Majima, et al.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun. 385巻・4号 Pages: 539-544
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Silencing of ErbB3/ErbB2 signaling by immunoglobulin-like Necl-2. (2009)
  • Author(s): Kawano, et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 284巻・35号 Pages: 2379-23805
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation by Afadin of cyclical activation and inactivation of Rap 1, Rac1, and RhoA Small G proteins at leading edges of moving NIH3T3 cells. (2009)
  • Author(s): Miyata, et al.
  • Journal Title: J Biol Chem. 284巻・36号 Pages: 24595-24609
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Localization of nectin-free afadin at the leading edge and its involvement in directional cell movement induced by platelet-derived growth factor. (2009)
  • Author(s): MiyataM, et al.
  • Journal Title: J Cell Sci. 122巻・23号 Pages: 4319-4329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of the nectin-afadin complex in PDGF-induced cell survival (2008)
  • Author(s): Kanzaki, N., et.al.
  • Journal Title: J. Cell Sci. 121巻・12号 Pages: 2008-2017
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Roles of cell adhesion molecules nectin and nectin-like molecule-5 in the regulation of cell movement and proliferation (2008)
  • Author(s): Ogita, H., et.al.
  • Journal Title: J. Microsc. 231巻・3号 Pages: 455-465
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nectins and nectin-like molecules : roles in contact inhibition of cell movement and proliferation (2008)
  • Author(s): Takai, Y., et.al.
  • Journal Title: Nat. Rev. Mol. Cell. Biol. 9巻・8号 Pages: 603-615
  • Peer Reviewed
• [Presentation] ネクチンーアファディン系による細胞の運動と接着制御におけるホスファターゼの役割と作用機構 (2009)
  • Author(s): 扇田久和
  • Organizer: 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場(兵庫県)
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] 接着分子と増殖因子受容体の相互作用とそのがん治療への応用に向けて (2009)
  • Author(s): 扇田久和
  • Organizer: 日本癌学会総会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-10-02
• [Presentation] 組織形成における接着分子ネクチンーアファディン系の役割 (2008)
  • Author(s): 扇田久和
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] がん化による細胞接着・運動・増殖異常とその分子機構 (2008)
  • Author(s): 扇田久和
  • Organizer: 第67向日本癌学会学術総会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2008-10-28
• [Book] The Sticky Synapse (2009)
  • Author(s): Togashi, et al.
  • Total Pages: 22
  • Publisher: Springer
• [Book] The Sticky Synapse (2009)
  • Author(s): Togashi, H., et.al.
  • Publisher: Springer(in press)
• [Book] Int. Rev. Cytol. (2008)
  • Author(s): Ogita, H. and Takai, Y.
  • Publisher: Elsevier Inc.
• [Book] Annu. Rev. Cell Dev. Biol (2008)
  • Author(s): Takai, Y., et.al.
  • Publisher: Annual Review
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.kobe-u.ac.jp/mcb/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.med.kobe-u.acjp/nicb/index.html