1992 Fiscal Year Annual Research Report
平滑筋細胞の分化・脱分化におけるカルデスモン発現変換調節機構の解析
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03454151
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
祖父江 憲治 大阪大学, 医学部, 教授 (20112047)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 謙一郎 大阪大学, 医学部, 助手 (90238105)
田中 潤也 大阪大学, 医学部, 助手 (70217040)
乾 誠 大阪大学, 医学部, 助手 (70223237)
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| Keywords | カルデスモン / アクチン / カルモジュリン / トロポミオシン / 平滑筋 / 形態変化 / 染色体 / オルタナティブスプライシング |
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| Research Abstract |
カルデスモン(CaD)は平滑筋及び非筋組織のアクチン-ミオシン系調節蛋白質である。この蛋白質は高分子型(h‐型)と低分子型(l‐型)の主要アイソフォームに分類され、平滑筋と非筋組織または細胞において各アイソフォームそれぞれ優先的に発現している。さらに、CaDは平滑筋細胞の分化に伴いl‐CaDからh‐CaDへ発現変換を起こす。
ヒト型CaDのcDNAクローニングを行った結果、HeLa細胞では二種類のl‐CaD(l‐CaDIとl‐CaDII)が発現していおり、l‐CaDIIではl‐CaDIの中間部に存在する26アミノ酸が欠失していた。この両l‐CaDのアミノ末端の配列は、ヒト繊維芽細胞(WI-38)または動脈平滑筋由来のl‐CaDII及びh‐CaDの配列と異なっている。CaD分子種の多様性の解析のため、RT‐PCR法で種々のヒト培養細胞で発現しているl‐CaD異性体を調べたところ、ヒト型l‐CaDはアミノ末端配列によりHeLa型とWI‐38型の二種類に分類され、さらに挿入配列を配列をもつI型とそれを持たないII型に細分された。いずれの細胞においても優先的に発現しているのは、II型でI型の発現量は少ない。これらの多様なCaD分子種の発現機作を解明する目的でヒトCaD遺伝子の構造解析を行った。ヒトCaD遺伝子は7q33‐q34の単一箇所に局在し、少なくとも14個のエクソンから構成される。HeLa型またはWI-38型に特異的なアミノ末端配列は、それぞれ独立したエクソン(エクソン1とエクソン1')にコードされる。l‐CaDIに特徴的な26アミノ酸の挿入配列はエクソン4にコードされ、h‐CaD及びl‐CaDIのmRNAにのみsplicingされる。エクソン3の中間部に5'‐splice siteの共通配列が存在し、それを境界にして5'側にはh‐CaD及びl‐CaDに共通のアミノ酸配列が、3'側にはh‐CaDに特異的な繰り返し配列がそれぞれコードされている。すなわち、h‐CaD及びl‐CaDの発現変換はエクソン3に存在する二つの5'‐splice siteの選択が平滑筋細胞の分化・脱分化に伴い変わることに起因することが判明した。
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[Publications] Hayashi,K.: "Structural and functional relationships between h‐and l‐caldesmons." J.Biol.Chem.266. 355-361 (1991)
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[Publications] Tanaka,T.: "Ca^<2+>‐dependent regulation of the spectrin/actin interaction by calmodulin and protein 4.1." J.Biol.Chem.266. 1134-1140 (1991)
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[Publications] Sobue,K.: "Caldesmon,a novel regulatory protein of smooth muscle and nonmuscle actomyosin systems." J.Biol.Chem.266. 12115-12118 (1991)
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[Publications] Kitagawa,K.: "The synapsin I brain distribution in ischemia." Neuroscience. 46. 287-299 (1992)
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[Publications] Hayashi,K.: "Genomic structure of the human caldesmon gene." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 89. 12122-12126 (1992)
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[Publications] Tanaka,J.: "Morphological and biochemical analyses of contractile proteins (actin,myosin,caldesmon and tropomyosin)in normal and transformed cell." J.Cell Sci.
