転写因子STAT1をモデル分子とした核-細胞質間分子輸送制御のメカニズム

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08458229
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 米田 悦啓 大阪大学, 医学部, 教授 (80191667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 今本 尚子 大阪大学, 医学部, 助手 (20202145)
• Keywords: 核膜孔ターゲティング複合体 / 核蛋白質輸送 / 核局在化シグナル / 細胞内シグナル伝達 / 核膜孔複合体 / 低分子量G蛋白質

Research Abstract

核-細胞質間物質輸送機構の解明は、細胞増殖、細胞死、細胞分化など、様々な細胞機能に密接に関わる重要な研究テーマである。本研究は、細胞外からの増殖因子やホルモンの刺激に応答してシグナルとなる分子がどのようにして細胞質から核内に移行して、細胞外の情報を核に伝えるのかを分子レベルで明らかにすることを目的とし、インターフェロン・ガンマ刺激によって細胞質から核内に移行するSTAT1分子に着目して、以下に示す成果を挙げてきた。
1.STAT1分子は、その変異蛋白質を用いた解析から、従来より知られている、一次構造上、塩基性アミノ酸のクラスターからなるような核局在化シグナルを有さないことがわかってきた。
2.STAT1分子の細胞質から核膜孔までの輸送は、SV40T抗原の核局在化シグナルを持つ蛋白質と同様に、核膜孔ターゲティング複合体を形成することによって行われることがわかった。さらに、核膜孔ターゲティング複合体を構成する58kDa因子に関しては、ヒトの場合、現在、大きく2つのクラスに分類されているが、STAT1は、そのうちの1つであるNPI-1と呼ばれる分子でのみ運ばれることもわかった。
3.STAT1分子の核膜孔通過のステップは、SV40T抗原の核局在化シグナルを持つ蛋白質の場合と同様に、低分子量G蛋白質によるGTPの加水分解が必要であることがわかった。
以上のように、研究目的に沿って、STAT1の細胞質から核への移行のメカニズムの分子レベルでの解明が進んだ。

Research Products

• [Publications] Toshinao Kurihara: "Partial purifaication and characterization of a protein kinase that is activated by nuclear localization signal peptides." FEBS Lett.380. 241-245 (1996)
• [Publications] Shigeru Kawahire: "Subcellular distribution and phosphorylation of the nuclear localization signal binding protein,NBP60." Exp.Cell Res.222. 385-394 (1996)
• [Publications] Kanji Yoshida: "Targeted disruption of gp130,a common signal trqansducer for the interleukine 6 family of cytokines,leads to myocardial and hematological disorders." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 93. 407-411 (1996)
• [Publications] Yoshihiro Yoneda: "Nuclear pore-targeting complex and its role on nuclear protein transport." Arch.Histol.Cytol.59. 87-107 (1996)
• [Publications] Taro Tachibana: "Exogenously injected nuclear import factor p10/NTF2 inhibits signal-mediated nuclear import and export of proteins in living cells." FEBS Lett.397. 177-182 (1996)
• [Publications] Toshihiro Sekimoto: "Interferon-g-dependent nuclear import of Statl is mediated by the GTPase activity of Ran/TC4." J.Biol.Chem.271. 31017-31020 (1996)
• [Publications] Yoshihiro Yoneda: "Nuclear export and its significance in retroviral infection." Trends Microbiol.4. 1-2 (1996)
• [Publications] Hiroshi Kajikawa: "Expression of highly polysialylated NCAM (NCAM-H) in developing and adult chicken auditory organ." Hearing Res.103. 123-130 (1997)
• [Publications] Noriko Yasuhara: "Essential role of active nuclear transport in apoptosis." Genes to Cells. (in press). (1997)
• [Publications] Yoshihiro Yoneda: "How proteins are transported from cytoplasm to the nucleus." J.Biochem.(in press). (1997)
• [Publications] Yoshihiro Yoneda: "Membrane Protein" Karger Medical and Scientific Publishers, 413 (1997)
• [Publications] Naoko Imamoto: "Protein Targeting" Portland Press(in press), (1997)
• [Publications] 柴田悦啓: "細胞核ネットワーク" 羊土社, 112 (1996)
• [Publications] 島本卓也: "医科分子生物学(改訂第3版)" 南江堂, 501 (1997)