新規高分子量G蛋白質と結合分子群の機能協関および細胞内局在の動態

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13470007
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 久保 義弘 東京医科歯科大学, 大学院・医歯学総合研究科, 教授 (80211887)
• Keywords: 高分子量GTP結合蛋白質 / 神経細胞 / ミトコンドリア / 視神経萎縮 / 変異体 / 断裂化

Research Abstract

我々がマウス脳の神経細胞において高発現していることを明らかにした新規高分子量GTP結合タンパク質(mOPA1)は、N末端にミトコンドリア輸送シグナルを有し、COS-7細胞に遺伝子導入するとミトコシドリアに局在し、ミトコンドリアの断片化を引き起こすことをこれまでに明らかにしてきた。近年、ヒトにおける相同遺伝子が、遺伝性1型視神経萎縮症の原因遺伝子であることがポジショナルクローニングの手法により同定された。これまでに多くの家系調査により、遺伝病の原因となる変異が様々な部位に導入されていることが発見されてきている。これら変異の導入による機能変化についての知見はなく、本研究においては、疾患の原因となるアミノ酸点変異を導入したマウスクローンの変異体を作製し、培養細胞に発現させたときのミトコンドリア形態に与える影響について検討した。これまでに報告された疾患変異のうち、アミノ酸点変異に、由来するものは16種類存在する。mOPA1のアミノ酸配列において、疾患変異に相当する部位のアミノ酸はヒトと同一であったので、マウスクローンにおいて上記の点変異体をすべて作製し、COS-7細胞に遺伝子導入した。その結果、ミトコンドリア形態に与える影響は変異体間で違いが見られ、16種類の疾患変異体の表現型は以下の4グループに分けられた。(1)グアニン塩基への結合能を失った変異体と類似のもの、(2)GTPase活性を失った変異体と類似のもの、(3)C末端欠失変異体と類似のもの、(4)野生型mOPA1と類似のもの。培養細胞に発現させたときに観察されるミトコンドリア断片化能が、作製した疾患変異体のほとんどにおいて野生型と異なったという今回の結果から、OPA1のミトコンドリア形態に与える機能の変化が、遺伝性視神経萎縮症発症の原因の一部となっていることが推察された。

Research Products

• [Publications] Abe, H., Misaka, T., Tateyama, M., Kubo, Y.: "Effect of co-expression with Homer isoforms on the function of metabotropic glutamate receptorla."Molecular and Cellular Neuroscience. 23. 157-168 (2003)
• [Publications] Abe, H., Tateyama, M., Kubo, Y.: "Functional identification of Gd3+ binding site of metabotropic glutamate receptorla."FEBS letters. 545. 233-238 (2003)
• [Publications] Saitoh, O., Kubo, Y.: "Biochemical and Physiological Properties of Regulator of G protein Signaling 8."Recent Res.Develop.Biopyhys.Biochem.. 3. 269-289 (2003)