メカノセンシングに必要なRho-GEF、Soloによる特異なアクチン骨格制御機構

2021 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K06652
• Research Institution: Juntendo University
• Principal Investigator: 山下 和成 順天堂大学, 医学部, 助教 (70589481)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: Solo / RhoA-GEF / メカノセンシング / アクチン骨格制御

Outline of Annual Research Achievements

近年、物理刺激（メカニカルストレス）によってシグナル伝達が惹起されることが明らかになっており、力覚応答（メカノセンシング）機構の解明は細胞の応答を知る上で重要な課題になっている。ストレスファイバーはアクトミオシンが作る細胞骨格であり、収縮力を発揮することで細胞の形態変化に働くと共に、細胞外基質の硬さ認識に必須な構造であることがわかっている。しかし、その形成過程や機能発揮にはRhoA-GEFの働きが必要であることがわかっているが、いまだに謎が多い。RhoA-GEFであるSoloを細胞に発現させるとアクチン骨格が発達する。また、Soloは細胞膜上に特徴的な顆粒状の局在をする。顆粒のサイズを考慮すると、Soloは細胞膜上にある何かしらのマイクロドメインのような構造に集積していることが示唆される。このドメインの性状を解析することを通じて、ストレスファイバーの制御機構を明らかにすることを本研究の目的とした。
非特異的ビオチン化酵素BirAをSoloと融合して細胞に安定発現させ、Soloの近傍にある分子をビオチン化によってラベルし、これら分子をストレプトアビジンビーズで精製するBioIDという方法を用いてSolo集積マイクロドメインの構成因子を同定することを試みた。質量分析を行ったところ、モータータンパクであるミオシンファミリー蛋白質の一つを同定することができた。ミオシンファミリー分子は小胞輸送やアクチンの制御と関係することが多いので着目した。Flag-tagを付加したSoloと、HA-tagを付加したこのミオシン分子をMDCK細胞に共発現させて抗体染色を行った。このミオシン分子は細胞膜に局在したが、Soloの顆粒状構造との共局在は認められなかった。今後はBioIDで同定された他の因子や、Soloと相互作用する候補因子のSoloとの共局在を調べていく予定である。