2003 Fiscal Year Annual Research Report
神経ネットワーク形成における低分子量G蛋白質Rhoファミリーの役割
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15029227
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
根岸 学 京都大学, 生命科学研究科, 教授 (60201696)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
加藤 裕教 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 助手 (50303847)
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| Keywords | 神経突起 / Rapostlin / Rnd / Plexin / Rho / 分枝化 / アクチン / 微小管 |
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| Research Abstract |
神経回路は、特異な細胞極性を示す神経細胞がその神経突起を介した接着により形成する複雑なネットワークシステムである。この神経突起形成に低分子量G蛋白質、Rhoファミリーが深く関与しており、細胞骨格の再構築により、RhoAは神経突起の退縮を、Rac1とCdc42は神経突起の伸長を引き起こすことが知られている。しかし、Rhoファミリーにはこれらのメンバー以外に多数のG蛋白質が存在するが、それらの神経機能はほとんど不明である。そこで、その神経機能が不明であるRnd1とRnd2の情報伝達機構を調べた。
我々は、Rnd2の神経機能を明らかにするため、酵母のtwo-hybrid法を用いてRnd2の新規の特異的なエフェクターをクローニングし、Rapostlinと命名し、神経突起の分枝化に深く関わることを明らかにした。この神経突起分枝化の分子機構を明らかにするため、RapostlinのC末端のSH3領域に結合する分子を調べ、Cdc42のエフェクターであり、アクチン重合を促進するN-WASPが結合することを見いだした。一方、RapostlinはFCHドメインを含むN末端で微小管に直接結合することから、Rapostlinは2つの異なる細胞骨格分子、微小管とアクチンフィラメントをつなぐことにより、神経突起の分枝化を制御するものと推察される。
Rnd1の中枢神経系での役割を明らかにするため、Rnd1に結合する分子を酵母のtwo-hybrid法でスクリーニングし、軸索ガイダンス分子、Sema4Dの受容体、Plexin-B1の細胞内領域に、Rnd1が結合することを見いだした。Plexin-B1にはRhoのGEF、PDZ-RhoGEFが結合するが、Rnd1はこの結合を促進し、RhoAを活性し、Sema4DによるPlexin-B1を介した細胞体退縮を引き起こした。このことから、Rnd1はSema4D/Plexin-B1による軸索ガイダンス作用に深く関わっていることが強く示唆された。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Katoh H.et al.: "RhoG activates Rac1 by direct interaction with the Dock180-binding protein Elmo."Nature. 424. 461-464 (2003)
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[Publications] Ishikawa Y.et al.: "A role of Rnd1 GTPase in dendritic spine formation in hippocampal neurons."The Journal of Neuroscience. 23(35). 11065-11072 (2003)
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[Publications] Oinuma I.et al.: "Direct interaction of Rnd1 with Plexin-B1 regulates PDZ-RhoGEF-mediated Rho activation by Plexin-B1 and induces cell contraction in COS-7 cells."The Journal of Biological Chemistry. 278(28). 25671-15677 (2003)
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[Publications] Yamaguchi Y.et al.: "N-terminal short sequences of α subunits of the G12 family determine selective coupling to receptors."The Journal of Biological Chemistry. 278(17). 14936-14939 (2003)
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[Publications] Okada T.et al.: "A serine protease inhibitor prevents ER stress-induced cleavage but not transport of the membrane-bound transcription factor ATF6."The Journal of Biological Chemistry. 278(33). 31024-31032 (2003)
