メンブレントラフィックにおけるタイトジャンクション膜タンパク質の選別機構

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15032237
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: 西村 範行 徳島大学, 医学研究科, 助教授 (00322719)
• Keywords: メンブレントラフィック / タイトジャンクション / Rab13 / クローディン / オクルーディン / トランスフェリン受容体 / リサイクリング / エンドサイトーシス

Research Abstract

タイトジャンクション(TJ)は、細胞膜を頂端側と側基底側に分離することによって、細胞極性を形成・維持しており、哺乳動物の発生・分化においては、ダイナミックに再編成されている。TJを構成する膜タンパク質であるクローディンやオクルーディンは、細胞膜まで小胞輸送されてTJへターゲティングしていると考えられるが、TJ膜タンパク質が頂端側および側基底側膜タンパク質と選別される分子機構は未だ明らかにされていない。細胞内小胞輸送の制御系であるRabファミリー低分子量Gタンパク質(Rab)には60以上のメンバーが同定されており、個々のメンバーが特定の細胞内部位に局在して特定の小胞輸送経路を制御している。そこで、本年度の本研究では、TJ膜タンパク質と頂端側および側基底側膜タンパク質との選別機構を明らかにする目的で、TJ膜タンパク質の小胞輸送経路を明らかにすることを試み、以下の結果を得た。1)TJに局在するRab13は、新たに合成されたTJ膜タンパク質クローディンのゴルジ体〜細胞膜間輸送を特異的に制御することを明らかにした。2)TJ膜タンパク質として同定されているクローディン、オクルーディンおよびJAMのなかで、オクルーディンは定常的に細胞膜からエンドサイトーシスされ、再び細胞膜へリサイクリングされることを明らかにした。3)Rab13は、オクルーディンのエンドサイトーシスには作用せず、リサイクリングを特異的に制御することを明らかにした。4)Rab13は、側基底側細胞膜へリサイクリングしているトランスフェリン受容体には作用せず、オクルーディンを含む輸送小胞のリサイクリングを特異的に制御することを明らかにした。5)Rab13はその標的タンパク質を介してオクルーディンのリサイクリングに作用すると考えられるが、その標的タンパク質を同定することに成功した。これらの結果から、Rab13はTJ膜タンパク質の細胞膜への小胞輸送を特異的に制御していることが示唆された。このように、本年度の研究は予想以上に進展し、当初の目的ははば達成できた。

Research Products

• [Publications] Yamamoto, Y.: "Distinct roles of Rab3B and Rab13 in the polarized transport of apical, basolateral, and tight junctional membrane proteins to the plasma membrane"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 308. 270-275 (2003)
• [Publications] Manabe, S.: "Identification and characterization of Noc2 as a potential Rab3B effector protein in epithelial cells"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 316. 218-225 (2004)