Elucidation of the molecular basis of the spatiotemporal regulation of Ras-PI3K signaling by Na,K-ATPase

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22730
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0802:Biomedical structure and function and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Kashiwagi Sayaka 北海道大学, 医学研究院, 特任助教 (60880002)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: シグナル伝達 / Ras-PI3K複合体 / Na,K-ATPase / エンドサイトーシス / 時空間的制御 / 蛍光バイオイメージング

Outline of Final Research Achievements

Na,K-ATPase, which is universally expressed in all organs, is known to regulate the uptake of extracellular substances (endocytosis), but the detailed mechanism remains unclear. In this study, we investigated the regulatory mechanism of endocytosis by Na,K-ATPase in terms of spatiotemporal regulation of Ras-phosphoinositide 3-kinase (PI3K) signaling. The results suggest that endosomal Na,K-ATPase regulates endocytosis by suppressing the endosomal localization of Ras-PI3K complex via its Na,K pump function.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

シグナル伝達においては、分子が細胞内の「いつ・どこで」活性化するかが遺伝子の発現制御や細胞の形態変化などの応答を決定する上で重要である。本研究ではシグナル伝達分子の活性や局在を生細胞で経時的に解析できる蛍光バイオイメージングの手法を活用し、Na,K-ATPaseによるエンドサイトーシス制御機構を、シグナル伝達の時空間的制御という側面から検証した。本研究で得られた知見は、エンドサイトーシスを介して細胞に侵入するウイルスに対し、侵入過程を標的とした新規治療法の開発への発展が期待される。