RhoファミリーG蛋白質群の時空間的制御と相互作用のFRETプローブによる解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15024242
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 黒川 量雄 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (40333504)
• Keywords: RhoA / FRET / ラメリポディア / メンブレンラフリング

Research Abstract

RhoファミリーGTP結合蛋白質は細胞骨格の調節を介して接着、運動、分裂を制御し、また細胞周期関連蛋白質群の発現調節にも関わる蛋白質群であり、細胞の悪性化、浸潤、転移にも働く。代表的なRhoファミリーG蛋白質、RhoA、Rac、Cdc42は、相互にその活性を制御することが報告されている。そこで研究代表者は、増殖因子刺激によるRhoA活性の経時変化、及び活性の空間情報をRac、Cdc42活性の時空間情報とあわせて得ることによって増殖因子依存的な細胞形態変化に対するRhoAの働きを解析してきた。EGF刺激したCos1細胞では、Rac1はラメリポディアを形成する直前に細胞全体で均一に活性化し、その後、メンブレンラフリングが続いているにもかかわらず、活性が速やかに減少した。Cdc42は、Rac1と同様に速やかに活性化されるが、その活性はRac1と異なり細胞辺縁部のメンブレンラフリングの部位でより高いことが明らかになった。このときRhoAは細胞膜の中心部、細胞内膜で速やかに不活性化され、メンブレンラフリングを生ずる部位では活性が推持されていることが明らかになった。優勢劣性型変異体Rac、Cdc42特異的GAPを用いた解析により、EGF依存的なRhoAの不活性化はRac活性に依存し、Cdc42活性には依存していないことが判明した。メンブレンラフリングに対するRhoAの役割を解析するために活性化型変異体Racと優勢劣性変異体RhoAを共発現したところ、活性化型Racによるラメリポディアの形成は阻害されないがメンブレンラフリングの誘導が著しく抑制されたことからメンブレンラフリングの誘導にRhoA活性の関与していることが示唆された。

Research Products

• [Publications] Kurokawa K, Itoh RE, Yoshizaki H, Ohba Y, Nakamura T, Matsuda M.: "Co-activation of Rac1 and Cdc42 at Lamellipodia and Membrane Ruffles Induced by Epidermal Growth Factor."Mol Biol Cell.. In press. (2004)
• [Publications] Yoshizaki, H., Y.Ohba, K.Kurokawa, R.E.Itoh, T.Nakamura, N.Mochizuki, K.Nagashima, M.Matsuda: "Activity of Rho-family GTPases during cell division as visualized with FRET-based probes."J.Cell Biol.. 162. 223-232 (2003)