2020 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism and functional significance of the regulation of ectodomain shedding by alternative splicing
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18K06911
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
白壁 恭子 立命館大学, 生命科学部, 教授 (00345315)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 細胞外領域シェディング / 選択的スプライシング / ALCAM / 負電荷アミノ酸 / Unc5b |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞外領域シェディング（以下シェディング）とは、細胞表面に埋め込まれた膜タンパク質を膜近傍で切断し、細胞外領域ほぼ全体を可溶化するプロセシング機構であり、切断される膜タンパク質のみならず、それを発現する細胞の機能をも制御する影響力の強い分子機構である。我々は接着分子ALCAMのシェディング感受性が細胞外領域膜近傍をコードする、全長の３％にも満たない短い選択的エキソンの有無によって規定されることを明らかにしていた。本研究ではこの選択的エキソンがコードする多数の負電荷を持つアミノ酸が、ALCAMをシェディング耐性にしていることを明らかにした。負電荷を持つアミノ酸はその位置が重要なのではなく、数が重要であることも明らかにし、切断部位そのものではなく、その近傍の電荷がシェディング酵素による認識を妨げていることが示唆された。さらに別の種類の膜タンパク質の細胞外領域膜近傍に負電荷を持つアミノ酸を導入することでシェディング耐性にできることも示し、切断部位近傍に負電荷を持つアミノ酸があることが膜タンパク質にとって「シェディングに不利な条件」の一つであることを明らかにした。これらの結果は、シェディング感受性が「不利な条件の不在」によって規定されている可能性を示唆していた。CRISPR/Cas9系を用いてALCAMの選択的エキソンを欠失したマクロファージ細胞を構築し、ALCAMのシェディングが亢進すること、細胞運動能が向上することも明らかにした。また、シェディング切断部位近傍に選択的エキソンを持つ膜タンパク質としてUnc5bを同定し、Unc5bのシェディング感受性も選択的スプライシングによって制御されていることを明らかにした。
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