ERM蛋白質群を介した細胞形態形成と細胞増殖調節の分子機構

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11480207
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 月田 早智子 京都大学, 医療技術短期大学部, 教授 (00188517)
• Keywords: エズリン / ラディキシン / モエシン / ERM蛋白質 / Rhoキナーゼ / フォスファターゼ / アクチンフィラメント / アポトーシス

Research Abstract

(1) エズリンとラディキシンの遺伝子のノックアウト
ERM蛋白質の個体での機能を調べるために、ERM蛋白質の遺伝子をノックアウトしたマウスを作製する計画を立てた。エズリン、ラディキシン、モエシンのうち、比較的ユビキタスに発現していて、遺伝子がX染色体上にのっているモエシンを最初のターゲットとした。これまでにモエシン遺伝子をノックアウトし、モエシン欠失マウスを作製することに成功した。しかし、このマウスは、調べ得る限りは、何の異常もなかった。そこで、次に、ラディキシンとエズリンの遺伝子を破壊して、ラディキシン欠失マウス、エズリン欠失マウスを作製し、そのフェノタイプを詳細に検討しつつある。
(2) ERM特異的フォスファターゼの同定
ERM蛋白質は、Rhoキナ-ゼにより、C末端付近のスレオニン残基が特異的に燐酸化される。燐酸化されたERM蛋白質は、安定な架橋蛋白質となり、細胞膜(CD44等)とアクチンフィラメントを結びつける。一方、アポトーシスの初期には、この燐酸化ERM蛋白質が脱燐酸化され、細胞質へ移行し、細胞膜表面の微絨毛が消失することが明らかとなった。そこで、アポトーシスの初期に活性化されるERM蛋白質特異的なフォスファターゼが存在するのではないかと考えた。もし、このようなフォスファターゼが存在するのであれば、これは細胞膜とアクチンフィラメントの結合調節、およびアポトーシスの分子機構にとって重要なものである筈である。そこで、大阪大学医学部の長田重一教授のグループとの共同で、このようなフォスファターゼを探索することにした。具体的には、リコンビナントERM蛋白質を試験管内でRhoキナーゼにより燐酸化させ、それを脱燐酸化する活性を細胞質画分から探し出そうとした。各画分はあらかじめカスパーゼ3で処理し、そこで活性化されるERM特異的なフォスファターゼを検出しつつある。

Research Products

• [Publications] Doi Y.,Itoh M.,Yonemura S.,Ishihara S.,Takano H.,Noda T.,Tsukita Sh.and Tsukita Sa.: "Moesin gene knockout: Normal development of mice and unimpaired cell adhesion/cell motiltiy/actin-based cytoskeleton without compensatory up-regulation of ezrin and radixin"J. Biol. Chem.. 274. 2315-2321 (1999)
• [Publications] Yonemura S.,Tsukita Sa.and Tsukita Sh.: "Direct involvement of ezrin/radixin/moesin (ERM)-binding membrane proteins in the organization of microvilli in collaboration with activated ERM proteins"J. Cell Biol.. 145. 1497-1506 (1999)
• [Publications] Hayashi K.,Yonemura S.,Matsui T.,Tsukita Sa.and Tsukita Sh.: "Immunofluorescence detection of ezrin/radixin/moesin (ERM) proteins with their carboxyl-terminal threonine phosphorylated in cultured cells and tissues: Application of a novel fixation protocol using trichloroacetic acids (TCA) as a fixative"J. Cell Sci.. 112. 1149-1158 (1999)
• [Publications] Maeda M.,Matsui T.,Imamura M.,Tsukita Sh.and Tsukita Sa.: "Expression level, subcellular distribution and Rho-GDI binding affinity of merlin in comparison with ezrin/radixin/moesin proteins"Oncogene. 18. 4788-4797 (1999)
• [Publications] Matsui T.,Yonemura S.,Tsukita Sh.and Tsukita Sa.: "Activation of ERM proteins in vivo by Rho involves phosphatidyl-inositol 4-phosphate 5-kinase and not ROCK kinases"Curr. Biol.. 9. 1259-1262 (1999)
• [Publications] Tsukita Sa.and Yonemura S.: "Cortical actin organization: lessons from ERM (ezrin/radixin/moesin) proteins"Journal of Biological Chemistry. 274. 34507-34510 (1999)