アクチン細胞骨格を制御するWAVEの機能解析

• Project/Area Number: 01J06201
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 佐々木 信成 東京大学, 大学院・理学系研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2001 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2003: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2002: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2001: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: アクチン / 微小管 / WAVE / N-WASP / ラメリポディア / Arp2 / 3 complex / 膜ラッフリング

Research Abstract

アクチン細胞骨格を制御するWASPファミリーのWAVEに結合する蛋白質として酵母two-hybrid法を用いて同定された蛋白質は、N末端にあるFCHドメインにおいて微小管に局在し、またC末端にあるSH3ドメインにおいてN-WASPと結合することが明らかにされた。次に、N-WASPのArp2/3複合体を介したアクチン重合活性にこの蛋白質がどのような影響を与えるのか、精製タンパク質を用いたin vitroのアクチン重合再構成系を用いて解析した。N-WASPはその分子内結合による活性抑制を受けているため、単独ではあまり大きな活性を示さない。そこに精製されたこの蛋白質をN-WASPに加えたところ、その濃度依存的にN-WASPのArp2/3複合体を介したアクチン重合活性は上昇し、最終的にはほぼ最大の活性を示すまでになった。WASPファミリータンパク質は細胞膜の伸展においてArp2/3複合体と共に必須の因子であることが現在までに明らかになっている。このN-WASP結合蛋白質は細胞内でN-WASPの局在を変化させまたin vitroの系においてN-WASPを活性化することから、細胞膜の伸展時にも何らかの機能を果たしていることが推測された。そこでこの蛋白質の野生型、ΔSH3変異体をHeLa細胞内に発現させcell spreading assayを行なってその影響を観察した。この蛋白質は通常細胞内で繊維状の局在を示すが、spreadingしている細胞内では細胞の縁にアクチンと共に局在することが観察された。また、spreadingをしている細胞を固定、観察し、細胞の面積を測定したところΔSH3変異体を発現している細胞は細胞の広がりが抑制されることが明らかになった。以上のことからこの蛋白質はN-WASPのArp2/3複合体を介したアクチン重合活性の活性化因子であり、その活性は細胞膜の伸展に必要であることが示唆された。