核膜孔複合体の分子動態と核-細胞質間タンパク質輸送制御

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16084204
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 米田 悦啓 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80191667)
• Keywords: 核蛋白質輸 / 核膜孔複合体 / ヌクレオポリン / RanGAP / SUMO化 / リン酸化

Research Abstract

本研究課題では、細胞核の重要な高次構造の1つである核膜孔複合体に焦点を当て、この複合体の重要な機能である核-細胞質間蛋白質輸送の制御を指標にして、その分子構築ならびに分子動態を明らかにすることを目的として研究を進めた。近年、核-細胞質間蛋白質輸送に関する研究は急速に進展し、輸送の基本的メカニズムの理解はかなり進んだ。しかし、核蛋白質/輸送因子複合体がどのように核膜孔を通過するのか、また、1つの核膜孔を蛋白質が互いに干渉を受けずに両方向性にどのように通過するのかという点はほとんど解析されていない。そこで、本年度は、先ず、核膜孔複合体が細胞の環境変化に応答してどのように動態変化を示すかを明らかにするため、細胞間接着に応じて核膜孔が変化するかどうかを解析できる実験系の構築を目指した。その結果、MDCK細胞を用いることにより、細胞接着の有無により核膜孔の動態を解析できる系の開発に成功した。さらに、核-細胞質間蛋白質輸送の方向性を保証している分子であるRanに着目し、そのサイクルに重要な役割を果たしているRanGAP(Ran GTPase activating protein)がSUMO化を受けて核膜孔に局在することが知られているので、RanGAPに焦点を当て、その分子動態を解析するとともに、核内外の輸送がRanGAPの動態変化に対応してどのように変化するかを解析することを目的として研究を進めた。その結果、RanGAPがcasein kinase IIによってリン酸化を受けることを発見し、リン酸化がRanGAPの細胞内局在に変化を与える可能性が示唆された。このリン酸化はSUMO化と直接関係ないこともわかり、RanGAPがリン酸化によっても動態が調節されていることを示唆する興味深い結果であり、今後、このリン酸化による動態変化と核膜孔物質通過効率との関連を追及していく予定である。

Research Products

• [Journal Article] Importin-α promotes passage through the nuclear pore complex of human immunodeficiency virus type 1 Vpr. (2005)
  • Author(s): Kamata, M., Nitahira-Kasahara, Y., Miyamoto, Y., Yoneda, Y., Aida, Y.
  • Journal Title: J.Virol. (印刷中)
• [Journal Article] Altered protein expression in endometrial carcinogenesis. (2005)
  • Author(s): Yoshizaki, T., Enomoto, T., Nakashima, R., Ueda, Y., Kanao, H., Yoshino, K., Fukumoto, M., Yoneda, Y., Buzard, G.S., Murata, Y.
  • Journal Title: Cancer Lett (印刷中)
• [Journal Article] Molecular cloning and functional characterization of mouse NXF family gene products. (2005)
  • Author(s): Sasaki, M., Takeda, E., Takano, K., Yomogida, K., Katahira, J., Yoneda, Y.
  • Journal Title: Genomics (印刷中)
• [Journal Article] Importin α transports Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase type IV (CaMKIV) to the nucleus without utilizing importin β. (2005)
  • Author(s): Kotera, I., Sekimoto, T., Miyamoto, Y., Saiwaki, T., Nagoshi, E., Sakagami, H., Kondo, H., Yoneda, Y.
  • Journal Title: EMBO J. (印刷中)
• [Journal Article] Zinc finger domain of Snail functions as a nuclear localization signal for importin β-mediated nuclear import pathway. (2005)
  • Author(s): Yamasaki, H., Sekimoto, T., Ohkubo, T., Douchi, T., Nagata, Y., Ozawa, M., Yoneda, Y.
  • Journal Title: Genes Cells (印刷中)
• [Journal Article] Importin α/β mediates nuclear transport of a mammalian circadian clock component, mCRY2, together with mPER2, through a bipartite nuclear localization signal. (2005)
  • Author(s): Sakakida, Y., Miyamoto, Y., Nagoshi, E., Akashi, M., Nakamura, T.J., Mamine, T., Kasahara, M., Minami, Y., Yoneda, Y., Takumi, T.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. (印刷中)
• [Journal Article] Heat-shock induced nuclear retention and recycling inhibition of importin α. (2004)
  • Author(s): Furuta, M., Kose, S., Koike, M., Shimi, T., Hiraoka, Y., Yoneda, Y., Haraguchi, T., Imamoto, N.
  • Journal Title: Genes Cells 9 Pages: 429-441
• [Journal Article] Importin α/β-mediated nuclear protein import is regulated in a cell cycle-dependent manner. (2004)
  • Author(s): Yasuhara, N., Takeda, E., Inoue, H., Kotera, I., Yoneda, Y.
  • Journal Title: Exp.Cell Res. 297 Pages: 285-293
• [Journal Article] 14-3-3 suppresses the nuclear localization of threonine 157-phosphorylated p27^<Kip1> (2004)
  • Author(s): Sekimoto, T., Fukumoto, M., Yoneda, Y.
  • Journal Title: EMBO J. 23 Pages: 1934-1942
• [Journal Article] Cellular stresses induce the nuclear accumulation of importin α and cause a conventional nuclear import block. (2004)
  • Author(s): Miyamoto, Y., Saiwaki, T., Yamashita, J., Yasuda, Y., Kotera, I., Shibata, S., Shigeta, M., Hiraoka, Y., Haraguchi, T., Yoneda, Y.
  • Journal Title: J.Cell Biol. 165 Pages: 617-623
• [Journal Article] β-Catenin shows an overlapping sequence requirement but distinct molecular interactions for its bi-directional passage through nuclear pores. (2004)
  • Author(s): Koike, M., Kose, S., Furuta, M., Taniguchi, M., Yokoya, F., Yoneda, Y., Imamoto, N.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 34038-34047
• [Journal Article] An ATP-dependent activity that releases RanGDP from NTF2. (2004)
  • Author(s): Yamada, M., Mattaj, I., Yoneda, Y.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 279 Pages: 36228-36234
• [Journal Article] Specific monoclonal antibody against nuclear import factor, importin alpha1/Rch1. (2004)
  • Author(s): Kamikubo, Y., Sakaguchi, N., Shikata, K., Furuta, M., Miyamoto, Y., Imamoto, N., Yoneda, Y., Ogino, K., Tachibana, T.
  • Journal Title: Hybridoma and Hybridomics 23 Pages: 301-304
• [Journal Article] Alternative splicing of Staufen2 creates the nuclear export signal for CRM1(exportin1) (2004)
  • Author(s): Miki, T., Yoneda Y.
  • Journal Title: J.Biol.Chem 279 Pages: 47473-47479