Girdinによるダイナミン識別・活性化と癌細胞の浸潤・転移機構の解明

2014 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25430118
• Research Institution: St. Marianna University School of Medicine
• Principal Investigator: 三好 洋 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 講師 (80322519)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 榎本 篤 名古屋大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (20432255) ; 湯澤 聡 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40515029)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: エンドサイトーシス / 細胞運動 / Girdin / ダイナミン

Outline of Annual Research Achievements

エンドサイトーシスの小胞生成の基盤であり、細胞内膜構造の変化によって悪性腫瘍細胞の浸潤に関与すると考えられているGTPaseダイナミンと、癌の浸潤・転移の促進と密接な関係があるAktのリン酸化基質として発見されたアクチン結合分子Girdinとの相互作用について(1) GirdinによるダイナミンGTPaseの活性化機構(2) Girdinのエンドサイトーシスおよび膜リモデリングへの影響とその機構(3) Girdinによるダイナミン2識別機構の解析を検討し、エンドサイトーシス制御機構と癌の浸潤・転移機構の関係を探ることによって、癌の浸潤・転移機構解明への展開を計ることを目的としている。
平成26年度までに、(1)GirdinのダイナミンGTPaseの活性化機構を、ダイナミン2とGirdinとのX線共結晶構造解析などによって検討した。また、(2)Girdinのエンドサイトーシスおよび膜リモデリングへの影響とその機構については、TIRF顕微鏡でのエンドサイトーシスの動態観察により検証し、これまでに真核細胞中の様々な輸送に特有のアダプターこそ同定されていたものの、完全には理解されてはいなかった選択的なクラスリン依存性エンドサイトーシス(CME)のためのメカニズムが新規のdynamin GTPase結合タンパク質Girdinによってコントロールされることを明らかにし、雑誌論文として報告した。
ダイナミン2との結合部位のX線結晶構造解析に関しては、単結晶を安定して得る条件を決定し、単結晶を高エネルギー加速器研究機構放射光科学研究施設(PF)やSPring-8で解析を行ったが良好な反射を得られず、標的とする結晶化タンパク質の領域などを変えて、結晶化を行い単結晶を安定して得られる条件を決定した。PFやSPring-8で解析を行う予定である。

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

選択的なクラスリン依存性エンドサイトーシス(CME)のためのメカニズムのdynamin GTPase結合タンパク質Girdinによる制御機構に関して新たな知見を得て、既に研究成果を雑誌論文として発表し成果を得ている。
今年度、ダイナミン2との結合部位のX線結晶構造解析が発展すれば、研究計画を大きく上回る成果だと判断できる。

Strategy for Future Research Activity

来年度も引き続き、研究分担者湯澤聡助教の主導でGirdinのダイナミン2とGirdinとのX線共結晶構造解析に集中して、研究を進める。また、その情報を基盤として、次の研究計画につなげる。

Causes of Carryover

学会発表を予定していたが、来年度にまとめて報告することにしたために次年度使用額が生じた。

Expenditure Plan for Carryover Budget

理由に記載したように、学会発表および論文発表をまとめて計画している。

Research Products

• [Journal Article] Regulation of cargo‐selective endocytosis by dynamin 2 GTPase‐activating protein girdin (2014)
  • Author(s): Liang Weng, Atsushi Enomoto, Hiroshi Miyoshi, Kiyofumi Takahashi, Naoya Asai, Nobuhiro Morone, Ping Jiang, Jian An, Takuya Kato, Keisuke Kuroda, Takashi Watanabe, Masato Asai, Maki Ishida‐Takagishi, Yoshiki Murakumo, Hideki Nakashima, Kozo Kaibuchi, Masahide Takahashi
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 33 Pages: 2098-2112
  • DOI: 10.15252/embj.201488289
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant