ラッフル膜形成に関わるWAVEの機能制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 13780568
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 三木 裕明 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (80302602)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2002年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2001年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
• キーワード: WAVE / IRSp53 / Eps8 / Rac / SF3a複合体 / 質量分析 / WASP / Arp2 / 3複合体 / N1E-115

研究概要

WAVE2に特異的に結合する因子として見付けたIRSp53の結合蛋白解析を行った。Sラベルした細胞溶解物を用いた解析からいくつかの結合蛋白の存在が示唆されていたが、その解析をスケールアップして質量分析によって主要な結合蛋白を同定した。NIH3T3細胞溶解物からはEps8と呼ばれる蛋白が同定された。これは細胞内においてAbil、Sos、PI3キナーゼなどと複合体を作り、WAVEファミリーの上流に位置するRacを活性化することが報告されている。IRSp53とEps8を共発現すると、Racの活性化が顕著に促進された。つまり、IRSp53はEps8と結合することによってRacを制御する機能も持っていることが明らかとなった。IRSp53がRacの直接の下流にも位置することを考えると、Racの機能制御において自己促進的なフィードバックループが存在していることを示唆しており、非常に興味深い。また、上述したIRSp53の結合蛋白解析でNIH3T3やN1E-115細胞溶解物から最も主要なものとして約120kDa、60kDaの蛋白が見付かっていたが、これらはSF3a複合体の2つのサブユニットであった。SF3a複合体はRNAスプライシング反応に関わる蛋白複合体であり、その3つのサブユニットSF3a60、SF3a66、SF3a120はそれぞれ酵母から保存されている。IRSp53は神経芽細胞腫に発現させると神経突起形成などの顕著な形態変化を誘導する。SF3a複合体の各サブユニットを発現させたところ、SF3a120は予想通りに核内に集積したが、SF3a60とSF3a66は細胞質に存在した。しかも、SF3a66の発現はIRSp53と同様の神経突起形成などの形態変化を誘導し、内在性のSF3a66が細胞質に存在することを示す免疫染色データも得られている。つまり、従来核内でのRNAスプライシング反応に(のみ)関わると考えられてきたSF3a複合体が、全く異なる細胞機能に関与している可能性が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Mizutani, K., Miki, H., He, H., Maruta, H., Takenawa, T.: "Essential role of neural Wiskott-Aldrich syndrome protein in podosome formation and degradation of extracellular matrix in src-transformed fibroblasts"Cancer Research. 62. 669-674 (2002)
• [文献書誌] Yamaguchi, H., Miki, H., Takenawa, T.: "Neural Wiskott-Aldrich syndrome protein is involved in hepatocyte growth factor-induced migration, invasion, and tubulogenesis of epithelial cells"Cancer Research. 62. 2503-2509 (2002)
• [文献書誌] Miki, H., Takenawa, T.: "WAVE2 serves a functional partner of IRSp53 by regulating its interaction with Rac"Biochemical and Biophysical Research Communications. 293. 93-99 (2002)
• [文献書誌] Suetsugu, S., Hattori, M., Miki, H., Tezuka, T., Yamamoto, T., Mikoshiba, K., Takenawa, T.: "Sustained activation of N-WASP through phosphorylation is essential for neurite extension"Developmental Cell. 3. 645-658 (2002)
• [文献書誌] Vetterkind, S., Miki, H., Takenawa, T., Klawitz, I., Scheidtmann, KH., Preuss, U.: "The rat homologue of Wiskott-Aldrich syndrome protein (WASP)-interacting protein (WIP) associates with actin filaments, recruits N-WASP from the nucleus, and mediates mobilization of actin from stress fibers in favor of filoDodia formation"Journal of Biological Chemistry. 277. 87-95 (2002)
• [文献書誌] Yamaguchi, H., Miki, H., Takenawa, T.: "Two verprolin homology domains increase the Arp2/3 complex-mediated actin polymerization activities of N-WASP and WAVE1 C-terminal regions"Biochemical and Biophysical Research Communications. 297. 214-219 (2002)
• [文献書誌] Fukuoka M, Suetsugu S, Miki H, Fukami K, Endo T, Takenawa T: "A novel neural Wiskott-Aldrich syndrome protein (N-WASP) binding protein, WISH, induces Arp2/3 complex activation independent of Cdc42"Journal of Cell Biology. 152. 471-482 (2001)
• [文献書誌] Nakagawa H, Miki H, Ito M, Ohashi K, Takenawa T, Miyamoto S: "N-WASP, WAVE and Mena play different roles in the organization of actin cytoskeleton in lamellipodia"Journal of Cell Science. 114. 1555-1565 (2001)
• [文献書誌] Takenawa T, Miki H: "WASP and WAVE family proteins: key molecules for rapid rearrangement of cortical actin filaments and cell movement"Journal of Cell Science. 114. 1801-1809 (2001)
• [文献書誌] Martinez-Quiles N, et al.: "WIP regulates N-WASP-mediated actin polymerization and filopodium formation"Nature Cell Biology. 3. 484-491 (2001)
• [文献書誌] Suetsugu S, Miki H, Takenawa T: "Identification of another actin-related protein (Arp) 2/3 complex binding site in neural Wiskott-Aldrich syndrome protein (N-WASP) that complements…"Journal of Biological Chemistry. 276. 33175-33180 (2001)
• [文献書誌] Shcherbina A, Mild H, Kenny DM, Rosen FS. Takenawa T: "WASP and N-WASP in human platelets differ in sensitivity to protease calpain"Blood. 98. 2988-2991 (2001)