アクチン結合蛋白質コフィリンと相互作用する因子の出芽酵母を用いた分子遺伝学的解析

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07680786
• Research Institution: The Tokyo Metropolitan Institute of Medical Science
• Principal Investigator: 飯田 和子 財団法人 東京都臨床医学総合研究所, 細胞生物学研究部門, 研究員 (40151229)
• Keywords: コフィリン / アクチン結合蛋白質 / 出芽酵母 / 高温感受性変異体 / マルチコピーサプレッサー / WD-40リピート

Research Abstract

アクチン結合蛋白質コフィリンは、pHに依存してアクチン繊維を切断する、分子量約2万の蛋白質である。我々は、コフィリンの細胞内機能の解明をめざして、分子遺伝学的解析が容易な出芽酵母よりコフィン遺伝子COF1をクローニングした。COF1は、酵母細胞の増殖に必須な遺伝子であった。そこで、in vitro mutagenesisにより、高温感受性コフィリン遺伝子cof1-1を作成した。つぎに、染色体上のCOF1をcof1-1で置き換えた変異株の高温での増殖を可能にする活性を指標として、出芽酵母の遺伝子ライブラリーより、cof1-1のマルチコピーサプレッサーSCF1のクローニングした。データベースを検索した結果、SCF1は、出芽酵母のtwo hybrid systemを用いてアクチンと結合する蛋白質としてスクリーニングされたAIP1と同一の遺伝子であった。遺伝子破壊株の四分子解析の結果、SCF1は必須遺伝子ではなかったが、cof1-1とSCF1の破壊は合成致死となった。この結果は、コフィリンの機能が不完全な状況では、Scf1/Aip1蛋白質の機能が重要であることを示唆している。Scf1/Aip1蛋白質は、615アミノ酸からなり、三量体G蛋白質のベータサブユニットに代表される一群の蛋白質に存在するWD40リピートを7個有している。Scf1/Aip1蛋白質の細胞内機能を明らかにするために、大腸菌で合成したScf1pをウサギに免疫して抗Scf1p抗体を得た。この抗体を用いた出芽酵母を蛍光抗体染色したところ、コフィリンと同様に、出芽部位のアクチンパッチが染色された。しかし、酵母から精製したScf1/Aip1蛋白質は、in vitroでは、コフィリンの有無にかかわらずアクチン繊維にほとんど結合せず、また、アクチン繊維を切断する活性も示さなかった。そこで、in vivoでは他の蛋白質を介してアクチン繊維に作用しているのではないかと思われる。今後、さらに解析を進め、コフィリンとScf1pを含む関連蛋白質の細胞内機能を明らかにしたい。

Research Products

• [Publications] K.Moriyama et al.: "Phosphorylation of Ser-3 of cofilin regulates its essential function on actin." Genes to Cells. 1. 73-86 (1996)
• [Publications] I.Yahara et al.: "A role of cofilin/destrin in regulation of acyin cytoskeleton in response to stresses and cell stimuli." Cell Struct.Funct.21. 421-424 (1996)