TGF-βおよびWntシグナル分子の相互作用によるシグナル制御機構

• 研究課題/領域番号: 12480218
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 澁谷 浩司 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (30261324)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 14,600千円 (直接経費: 14,600千円); 2001年度: 7,000千円 (直接経費: 7,000千円); 2000年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
• キーワード: TGF-b / BRAM / BIP / 線虫 / BRA-1,2 / daf / sma / RNAi / TGF-β / BRA-1, 2 / オーガナイザー形成 / Wntシグナル / Xtwn / Smad4 / LEF1 / β-catenin / 複合体形成

研究概要

TGF-bシグナルに関わる新規分子を取得することを目的として,yeast two-hybridスクリーニングによりBMP receptr associated molecule(BRAM)に結合する因子,BRAM intcracting protein(BIP)を単離した。BIPホモログはヒト,アフリカツメガエル,線虫C. elegansに存在していた。C. elegansにはBRAMホモログ、BRA-1,BRA-2が存在し、C. elegans BIPがこれらと相互作用することが期待されたので,C. elegansを用いたBIPの機能解析を行った。C. elegans BIPは733アミノ酸をコードした。C. elegans BIPとBRA-1,BRA-2の相互作用を検討し、C. elegans BIPはBRA-1,BRA-2の両者と結合することが明らかとなった。次にC. elegans BIPの組織発現を検討し,咽頭筋とhypodermisで強い発現が見られたほか,尾部の神経細胞にも発現が認められた。尾部神経での発現は,線虫のdafシグナルの受容体DAF-1およびBRA-1の発現部位とオーバーラップするものであり,また,咽頭筋とhypodermisでの発現は,smaシグナルの受容体であるSMA-6およびBRA-2の発現部位と重なっている。以上の結果から,C elegans BIPはBRA-1あるいはBRA-2を介してdaf経路あるいはsma経路に関与している可能性が考えられた。次にdouble stranded RNA interference(dsRNAi)を用いて検討した。野生型にBIP dsRNAをインジェクションし,F1を観察したところ野生型の体長は1.18ア0.09mmであるのに対し,BIP dsRNAをインジェクションした群では1.00ア0.09mmと,BIPの機能欠失によって体長の短いSmaの表現型を示すことが明らかとなった。そこで,sma経路のリガンドであるDBL-1の過剰発現変異体dbl-1(++)に対するBIPdsRNAiを検討したところ,dbl-1(++)の体長は1.53mmであるが,これにBIP dsRNAをインジェクションした群では,体長が1.24mmまで短くなり野生型と同程度になる個体が認められた。さらに,sma経路の標的遺伝子であるlon-1機能欠失変異体にdsRNAiを行ったが,この変異体に対しては作用が全く認められなかったことから,C. elegans BIPはsma経路においてリガンドDBL-1より下流かつ標的遺伝子であるLON-1より上流に位置することが確認された。以上の結果よりBIPはBRA-2に作用してsma経路をポジティブに調節している可能性が高いと思われた。

研究成果

• [文献書誌] Masuda et al.: "Dlxin, a novel protein that binds Dlx5 and regulates its transcriptional function"J. Biol. Chem.. 276. 5331-5338 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Ohnishi et al.: "Cloning and characterization of a rat ortholog of MMP-23 (Matrix metalloproteinase-23), a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicular"Mol. Endocrinol.. 15. 747-764 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Morita et al.: "A DAF-1-binding protein BRA-I is a negative regulator of DAF-7 TGF-b signaling"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 6284-6288 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Sugawara et al.: "BIP, a BRAM-interacting protein involved in TGF-b signaling, regulates body length in C.elegans"Genes Cells. 6. 599-606 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Shirakabe et al.: "Regulation of the activity of the transcription factor Runx2 by two homeobox proteins, Msx2 and Dlx5"Genes Cells. 6. 1091-1099 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hyodo-Miura et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. (in press). (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Masuda, Y., Sasaki, A., Shibuya, H., Ueno, N., Ikeda, K. and Watanabe, K.: "Dlxin, a novel protein that binds Dlx5 and regulates its tran scriptional function"J. Biol. Chem.. 276. 5331-5338 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Ohnishi, J., Ohnishi, E., Jin, M., Hirano, W., Nakane, D., Matsui, H., Kimura, A., Sawa, H., Nakayama, K., Shibuya, H., Nagashima, K. and Takahashi, T.: "Cloning and characterization of a rat ortholog of MMP-23 (Matrix metalloproteinase-23), a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the ovarian follicular development"Mol. Endocrinol.. 15. 747-764 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Morita, K., Shimizu, M., Shibuya, H. and Ueno, N.: "A DAF-1-binding protein BRA-1 is a negative regulator of DAF-7 TGF-b signaling"Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98. 6284-6288 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Sugawara, K., Morita, K., Ueno, N. and Shibuya, H.: "BIP, a BRAM-interacting protein involved in TGF-b signaling, regulates body length in C. elegans"Genes Cells. 6. 599-606 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Shirakabe, K., Terasawa, K., Miyama, K., Shibuya, H. and Nishida, E.: "Regulation of the activity of the transcription factor Runx2 by two homeobox proteins, Msx2 and Dlx5"Genes Cells. 6. 851-856 (2001)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hyodo-Miura, J., Urushiyama, S., Nagai, S., Nishita, M., Ueno N. and Shibuya, H.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. (in press). (2002)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Masuda, Y. et al.: "Dixin, a novel protein that binds Dlx5 and regulates its transcriptional function"J. Biol. Chem.. 276. 5331-5338 (2001)
• [文献書誌] Ohnishi, J. et al.: "Cloning and characterization of a rat orthlog ofMMP-23 (Matrix metalloproteinase-23) a unique type of membrane-anchored matrix metalloproteinase and conditioned switching of its expression during the overian follicular development"Mol. Endocrinol.. 15. 747-764 (2001)
• [文献書誌] Morita, K. et al.: "A DAF-1-binding protein BRA-1 is a negative regulator of DAF-7 TGF-β signaling"Proc. NatL. Acad. Sci. USA. 98. 6284-6588 (2001)
• [文献書誌] Sugawara, K. et al.: "BIP, a BRAM-interacting protein involved in TGF-β signaling, regulates body length in C.elegans"Genes Cells. 6. 599-606 (2001)
• [文献書誌] Shirakabe, K. et al.: "Regulation of the activity of the transcription factor Runx2 by two homeobox_proteins, Msx2 and Dlx5"Genes Cells. 6. 851-856 (2001)
• [文献書誌] Hyodo-Miura, J. et al.: "Involvement of NLK and Sox11 in neural induction in Xenopus development"Genes Cells. (in press). (2002)
• [文献書誌] Nishita,M.et al.: "Smad8B, a Smad8 splice variant lacking the SSXS site that inhibits Smad8-mediated signaling."Nature. 403. 781-785 (2000)
• [文献書誌] Takatsu,Y.et al.: "TAK1 participates in c-Jun N-terminal kinase signaling during Drosophila development."Mol.Cell.Biol.. 20. 3015-3026 (2000)
• [文献書誌] Takaesu,G.et al.: "TAB2, a novel adaptor protein, mediates activation of TAK1 MAPKKK by linking TAK1 to TRAF6 in the IL-1 signal trunsduction pathway."Mol.Cell. 5. 649-658 (2000)
• [文献書誌] Kimura,N.et al.: "BMP2-induced apoptosis is mediated by activation of TAK1-p38 kinase pathway that is negatively regulated by Smad6."J.Biol.Chem.. 275. 17647-17652 (2000)
• [文献書誌] Tago,K.et al.: "Inihibition of Wntsignaling by ICAT, a novel β-catenin-interacting protein."Genes Dev.. 14. 1741-1749 (2000)
• [文献書誌] Hanafusa,H.et al.: "The TGF-β family member derriere is involved in regulation of the establishment of left-right asymmetry."EMBO Rep.. 1. 32-39 (2000)