核-細胞質間蛋白質輸送制御と細胞核ストレス応答

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16107004
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 米田 悦啓 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80191667)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 関元 敏博 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20305634)
• Keywords: 核蛋白質輸 / importin / Ran / ストレス応答 / 遺伝子発現

Research Abstract

これまで、核一細胞質間蛋白質輸送機構に関する研究は、輸送担体であるimportinβファミリー分子、importinαファミリーを代表とするアダプター分子、低分子量GTPaseであるRanやそのサイクルに関する因子群の発見ならびに性状解析が精力的に進められた。その結果、輸送機構に関する基本的な分子メカニズムのモデルが提唱される段階にまで研究は進展した。しかし、核一細胞質間蛋白質輸送が、個体発生、細胞分化・増殖、細胞周期といった様々な生命現象とどのように深く関連しているのかについてはほとんど知見がない。本研究は、importinβに結合することなく単独で核内に移行する能力を有することをわれわれが初めて発見した分子であるimportinαやRanのストレス依存性細胞内局在変化の分子メカニズムを明らかにするとともに、細胞核がどのようにストレスに対処するのかを、核一細胞質間蛋白質輸送制御の観点から解明することを目的として研究を開始した。その結果、細胞がストレスを受けた際に、細胞内のATP濃度が著しく低下することを明らかにし、そのATP濃度の低下がRanの細胞内局在変化を誘導することを発見した。これは、細胞内ATP濃度を低下させる薬剤を用いた場合にも再現でき、逆に、ATPを導入した細胞では、ストレス条件下でもRanの局在に変化は生じないことが明らかとなった。このことから、ATP濃度低下がRanの局在異常を導き、ストレス条件下で起こる核蛋白質輸送の制御反応の引き金になる可能性が考えられる。また、ストレス条件下でimportinαが核に蓄積することを明らかにしてきたので、核内に蓄積したimportinαが何らかの遺伝子の発現に影響を及ぼす可能性を考え、DNAアレイを用いて、importinαが核に蓄積した状態とそうでない状態で発現に差が見られる遺伝子の探索を開始している。

Research Products

• [Journal Article] Importin-a 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 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, N., 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(exportin 1). (2004)
  • Author(s): Miki, T., Yoneda, Y.
  • Journal Title: J.Biol.Chem 279 Pages: 474763-47479