WASPファミリー蛋白質によるダイナミックな細胞骨格再編

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12307003
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 竹縄 忠臣 東京大学, 医科学研究所, 教授 (40101315)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 伊藤 俊樹 東京大学, 医科学研究所, 助手 (30313092) ; 三木 裕明 東京大学, 医科学研究所, 助手 (80302602) ; 深見 希代子 東京大学, 医科学研究所, 講師 (40181242)
• Keywords: WASP / アクチン / 細胞骨格 / WAVE

Research Abstract

我々が以前に見いだしたN-WASPは多くの機能ドメインを持ち、特徴的なのは低分子量G蛋白質のCdc42結合モチーフであるGBD/CRIBドメインを持つことと、アクチン結合サイトとしてverplorin相同領域(V)及びArp2/3複合体結合部位のcofilin-likeとacidic(CA)の領域を持つことである。更に、我々はWASPのC末と相同性が高く、VCA領域を持つWAVEを3種類を見つけた。N-WASPがCdc42によって活性化され糸状仮足を形成するのに対し、WAVEはRacによって活性化され、葉状仮足を生じた。しかしWAVEはRacによって活性化されるものの、直接結合せず、RacとWAVEの間にシグナルを橋渡ししている分子があることを示唆した。極く最近、Racの下流にあってWAVEにシグナルを渡し、Arp2/3複合体の活性化を生じて、葉状仮足形成を促す分子を特定した。その分子はIRSp53という全く機能が分かっていない蛋白質であった。IRSp53は活性型のRacに特異的に結合し、さらにSH3ドメインでWAVEのプロリンに富む配列に結合して、WAVEを活性化し、膜ヘリクルートする蛋白質であった。WAVEにもVCA領域が存在し、Arp2/3複合体を介してアクチンの核化、重合を促進する。N-WASPがCdc42の下流にあって活性化され、糸状仮足形成を起すのに対し、WAVEはRacによって活性化され、葉状仮足を生じる。以上の研究成果より、これらWASPファミリー蛋白質は外界からの遊走シグナルを受けて、活性化され、遊走先端部でダイナミックなアクチン線維の再構築を引き起こし、細胞を直接移動させるキイの蛋白質であることが分かってきた。

Research Products

• [Publications] Yamaguchi,H.: "Two tandem verprolin homology domains are necessary for a strong activation of Arp2/3 complex-induced actin polymerization and induction of microsoike formation by N WASP."Proc.Natl.Acad.Sci.USA.. 97. 12631-12636 (2000)
• [Publications] Yang,C.: "Profilin enhances Cdc42-indued nucleation of actin polymerization."J.Cell Biol.. 150. 1001-1012 (2000)
• [Publications] Miki,H.: "IRSp53 is an essential intermediate in the regulation of membrance ruffling by Rac and WAVE."Nature. 408. 732-735 (2000)