カルパインの発生・分化過程での発現様式の検討と形質転換個体の作製

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04454590
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 榎森 康文 東京大学, 理学部, 助教授 (60160389)
• Keywords: カルシウム / プロテアーゼ / カルパイン / カルパスタチン / シグナル伝達 / ショウジョウバエ / 分子生物学

Research Abstract

カルパインは、細胞内カルシウム濃度上昇によって活性化するプロテアーゼであり、カルシウム細胞内シグナル伝達系に位置する酵素と考えられているが、生理学的機能には不明の点が多い。本研究では、まず、ショウジョウバエの系を用いて生体内でのカルパインの機能を明らかにするため、その特異的抗体を作製し、発生段階における消長を明らかにした。その結果、カルパインは、発生極初期の多核期から細胞化する段階でアクチン系細胞骨格系と共に存在し、予定細胞膜領域に局在することが明らかになった。また、抗体注入実験から、カルパインは細胞化に重要な機能を持っていることを示唆する結果を得た。その後の発生段階においては、カルパインは各種細胞に広く存在し、哺乳動物における様式と同様に細胞普遍的な機能を持っていることが予想された。
次に、遺伝学的実験を行う開始段階として、唾腺染色体を用いた多糸染色体in situ ハイブリダイゼーション実験を行い、遺伝子座を明かにして、既知の発生変異体リストと照合した。しかし、カルパインの機能と結びつく表現型を示すものは致死変異以外には無く、カルパインの機能は広くかつ重要であるため、機能を予想させる生存可能な変異体が存在し得ないものと考えられた。
さらに、カルパインの特異的阻害タンパク質であるカルパスタチンのショウジョウバエ遺伝子を単離するため、哺乳動物カルパスタチンcDNAをプローブに用いてスクリーニングしたが、カルパインの場合と異なり、有意のシグナルを与えるクローンは得られなかった。これは、哺乳動物において既に示されているようにカルパスタチンのアミノ酸配列の種差が大きいためであると考えられる。来年度は、ショウジョウバエのカルパスタチンを生化学的に同定することが必要であると考えられる。

Research Products

• [Publications] 榎森 康文・大海 忍・牧 正敏: "カルパインとカルパスタチンー構造と機能ー" 生化学. 64. 1201-1224 (1992)
• [Publications] 伊藤 菁茂,稲垣 冬彦,榎森 康文,鏡山 博行,菊池 正和,熊谷 泉,神田 大輔,高橋 信弘,綱沢 進,西山 真,林 秀行,別府 輝彦,松井 裕,松沢 洋,村上 和雄,矢内原 昇,油谷 克美: "タンパク質工学ー基礎と応用ー" 丸善株式会社, 236 (1992)