ROCOファミリー分子LRRK1によるEGFR細胞内トラフィック制御機構の解析

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113509
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 花房 洋 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教 (00345844)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2010: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2009: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: LRRK1 / EGFR / ESCRT / STAM1 / Grb2 / endosome / endocytosis / MVB / ILV

Research Abstract

これまでROCOファミリーキナーゼLRRK1がEGFRの細胞内トラフィックを制御することを明らかにしてきた。LRRK1はEGF刺激依存的にEGFRと複合体を形成し、早期エンドソームに共局在する。ここでLRRK1はキナーゼ活性依存的にEGFRの早期エンドソームから後期エンドソームヘの移行を制御する。昨年度の研究から、LRRK1によるEGFRの輸送制御は微小管上をDyneinモータータンパク質依存的に行われることが明らかとなった。LRRK1はDynein結合分子NudCと結合し、NudCを介してDyneinと相互作用する。NudCをノックダウンした細胞ではLRRK1とDyneinとの結合が減少し、EGFRの微小管上の輸送も顕著に阻害される。さらにLRRK1によるEGFR細胞内トラフィック制御機構を検討したところ、LRRK1はEGFRのリソソーム分解経路選別に重要な複合体、ESCRT複合体と相互作用し、EGFRのエンドソーム内腔への陥入を制御していることを明らかにした。LRRK1はESCRT-0複合体構成因子の一つSTAM1と結合し、STAM1のポリユビキチン化を抑制することでEGFRとSTAM1との結合を促進していた。LRRK1はSTAM1のGATドメインと呼ばれる領域に結合し、STAM1のポリユビキチン化レベルを抑制することでSTAM1を活性型に構造変化させ、その結果、STAM1とEGFRとの結合を促進していた。われわれの研究から、(1)LRRK1がDyneinモータータンパク質を介したEGFRの輸送に機能していること、(2)LRRK1がEGFRとESCRT複合体をつなぐスキャホールドタンパク質として機能し、EGFRのリソソーム分解経路選別を制御していること、が明らかとなった。

Research Products

• [Journal Article] Leucine-rich repeat kinase LRRK1 regulates endosomal trafficking of the EGF receptor. (2011)
  • Author(s): Hanafusa, H., Ishikawa, K., Kedashiro, S., Saigo, T., Iemura, S., Natsume, T., Komada, M., Shibuya, H., Nara, A., Matsumoto K.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 2 Pages: 158-158
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the ERK activity duration by Sprouty contributes to dorsoventral patterning. (2009)
  • Author(s): Hanafusa, H., Matsumoto, K.*, Nishida, E.
  • Journal Title: Nature Cell Biology 11 Pages: 106-109
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Leucine-rich repeat kinase LRRK1 regulates endosomal trafficking of the EGF receptor (2010)
  • Author(s): 花房洋
  • Organizer: 札幌国際がんシンポジウム2010
  • Place of Presentation: 北海道大学学術交流会館
  • Year and Date: 2010-06-28
• [Presentation] ROCOファミリーキナーゼLRRK1によるEGFR細胞内トラフィック制御 (2009)
  • Author(s): 花房洋
  • Organizer: 生化学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2009-10-21