線虫C.elegansをモデル動物としたストレス応答シグナル伝達経路の解析

• 研究課題/領域番号: 14086206
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 久本 直毅 名古屋大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (80283456)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2006
• 研究課題ステータス: 完了 (2006年度)
• 配分額: 81,000千円 (直接経費: 81,000千円); 2006年度: 16,600千円 (直接経費: 16,600千円); 2005年度: 16,600千円 (直接経費: 16,600千円); 2004年度: 16,600千円 (直接経費: 16,600千円); 2003年度: 15,600千円 (直接経費: 15,600千円); 2002年度: 15,600千円 (直接経費: 15,600千円)
• キーワード: JNK / p38 / C. elegans / MAPキナーゼ / ストレス応答 / シグナル伝達 / C.elegans / ストレス

研究概要

線虫における感染ストレスとMAPKカスケードとの関係について調べた。その結果、 NSY-1, SEK-1, PMK-1からなるp38型MAPKカスケードが、線虫における緑濃菌などの感染に対する自然免疫機構において重要な役割を果たしていることを明らかにした。またMAPKホスファターゼであるVHP-1がこのカスケードを負に制御することも見いだした。
線虫における酸化ストレス応答とMAPKカスケードとの関係について解析を行った。その結果、酸化ストレスによりSEK-1とPMK-1とからなるMAPKカスケードが線虫の腸で活性化することを見いだした。さらに、活性化したSEK-1-PMK-1 MAPKカスケードは、転写因子SKN-1を介してグルタチオン合成酵素の線虫ホモログであるGCS-1の転写を誘導することにより、個体レベルでの酸化ストレスに対する耐性を与えることを示した。
線虫における重金属ストレス応答とMAPKカスケードとの関係について解析した。その結果MLK-1, MEK-1, KGB-1からなるJNK型MAPKカスケードが重金属ストレスに対する耐性に必要であること、またVHP-1はそのカスケードを負に制御する因子として機能することを見いだした。さらに、重金属ストレスに対する耐性には前述のSEK-1とPMK-1からなるp38型MAPKカスケードも弱いながら貢献しており、またVHP-1によって負に制御されるということを遺伝学的に明らかにした。
JNKの足場蛋白質であるUNC-16(ヒトJIP3の線虫ホモログ)が、キネシンと複合体を形成し、オートファジーを制御する蛋白質UNC-14を適切な位置に局在化させることによりシナプス小胞の局在を制御することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] LRK-1, a C. elegans PARK8-related kinase, regulates axonal-dendritic polarity of SV proteins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi-Nakashima, Aisa
  • 雑誌名: Current Biology 17 ページ: 592-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] LRK-1, a C. elegans PARK8-related kinase, regulates axonal-dendritic polarity of SV proteins. (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi-Nakashima, A., Meir, J. Y., Jin, Y., ^*Matsumoto, K., Hisamoto, N.
  • 雑誌名: Curr. Biol. 17 ページ: 592-598
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] LRK-1, a C. elegans PARK8-related kinase, regulates axonal-dendritic polarity of SV proteins (2007)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi-Nakashima et al.
  • 雑誌名: Current Biology 17 ページ: 592-598
• [雑誌論文] The C. elegans p38 MAPK pathway regulates nuclear localization of the transcription factor SKN-1・ in oxidative stress response. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, Hideki
  • 雑誌名: Genes and Development 19 ページ: 2278-2283
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the Caenorhabditis elegans oxidative stress defence protein SKN-1 by glycogen synthase kinase-3. (2005)
  • 著者名/発表者名: An, Jae Hyung
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 102 ページ: 16275-16280
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans UNC-14 RUN domain protein binds to the Kinesin-1 and UNC-16 complex and regulates synaptic vesicle localization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, Rie
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 16 ページ: 483-496
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] WNK1 regulates phosphorylation of cation-chloride-coupled cotransporters via the STE20-related kinases, SPAK and OSR1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi, Tetsuo
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 280 ページ: 42685-42693
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The C. elegans p38 MAPK pathway regulates nuclear localization of the transcription factor SKN-1 in oxidative stress response. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue, H., Hisamoto, N., An, J. H., Oliveira, R. P., Nishida, E., Blackwell, T. K., ^*Matsumoto, K.
  • 雑誌名: Genes Dev. 19 ページ: 2278-2283
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of the Caenorhabditis elegans oxidative stress defence protein SKN-1 by glycogen synthase kinase-3. (2005)
  • 著者名/発表者名: An, J. H., Vranas, K., Lucke, M., Inoue, H., Hisamoto, N., Matsumoto, K., ^*Blackwell, T. K.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A. 102 ページ: 16275-16280
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans UNC-14 RUN domain protein binds to the Kinesin-1/UNC-16 complex and regulates synaptic vesicle localization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, R., Byrd, D. T., Hisamoto, N., ^*Matsumoto, K., ^*Jin, Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 16 ページ: 483-496
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] WNK1 regulates phosphorylation of cation-chloride-coupled cotransporters via the STE20-related kinases, SPAK and OSR1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi, T., Urushiyama, S., Hisamoto N., Iemura, S., Uchida, S., Natsume, T., Matsumoto, K., ^*Shibuya H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280 ページ: 42685-42693
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The C.elegans p38 MAPK pathway regulates nuclear localization of the transcription factor SKN-1 in oxidative stress response. (2005)
  • 著者名/発表者名: Inoue et al.
  • 雑誌名: Genes and Development 19(19) ページ: 2278-2283
• [雑誌論文] Regulation of the Caenorhabditis elegans oxidative stress defense protein SKN-1 by glycogen synthase kinase-3 (2005)
  • 著者名/発表者名: An et al.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102(45) ページ: 16275-16280
• [雑誌論文] WNK1 regulates phosphorylation of cation-chloride-coupled cotransporters via the STE20-related kinases, SPAK and OSR1. (2005)
  • 著者名/発表者名: Moriguchi et al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 280(52) ページ: 42685-42693
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans UNC-14 RUN domain protein binds to the kinesin-1 and UNC-16 complex and regulates synaptic vesicle localization. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto et al.
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 16(2) ページ: 483-496
• [雑誌論文] Integration of Caenorhabditis elegans MAPK pathways mediating immunity and stress resistance by MEK-1 MAPK kinase and VHP-1 MAPK phosphatase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim, Dennis H.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA 101 ページ: 10990-10994
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans MAPK phosphatase VHP-1 mediates a novel JNK-1ike signaling pathway in stress response. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, Tomoaki
  • 雑誌名: The EMBO Journal 23 ページ: 2226-2234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] An NDPase links ADAM protease glycosylation with organ morphogenesis in C. elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Nishiwaki, Kiyoji
  • 雑誌名: Nature Cell Biology 6 ページ: 31-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Roles of MAP kinase cascades in Caenorhabditis elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, Aisa
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 136 ページ: 7-11
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The C. elegans UNC-14 RUN domain protein binds to the Kinesin-1/UNC-16 complex and regulates synaptic vesicle localization. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, Rie
  • 雑誌名: Molecular Biology of the Cell 16 ページ: 483-496
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Integration of Caenorhabditis elegans MAPK pathways mediating immunity and stress resistance by MEK-1 MAPK kinase and VHP-1 MAPK phosphatase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim, D. H., Liberati, N. T., Mizuno, T., Hisamoto, N., Matsumoto, K., ^*Ausubel, F. M
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 101 ページ: 10990-10994
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans MAPK phosphatase VHP-1 mediates a novel JNK-like signaling pathway in stress response. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mizuno, T., Hisamoto, N., Terada, T., Kondo, T., Adachi, M., Nishida, E., Kim, D. H., Ausubel, F. M., ^*Matsumoto, K.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 2226-2234
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] An NDPase links ADAM protease glycosylation with organ morphogenesis in C. elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: ^*Nishiwaki, K., Kubota, Y., Chigira, Y., Roy, S. K., Suzuki, M., Schvarzstein, M., Jigami, Y., Hisamoto, N., Matsumoto, K.
  • 雑誌名: Nat. Cell Biol. 6 ページ: 31-37
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of MAP kinase cascades in Caenorhabditis elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi, A., Matsumoto, K., Hisamoto, N.
  • 雑誌名: J. Biochem. (Tokyo) 136 ページ: 7-11
  • NAID: 10016200538
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The C. elegans UNC-14 RUN domain protein binds to the Kinesin-1/UNC-16 complex and regulates synaptic vesicle localization. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto, R., Byrd, D. T., Hisamoto, N., Matsumoto, K., ^*Jin, Y.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 16 ページ: 483-496
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Roles of MAP kinase cascades in Caenorhabditis elegans. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sakaguchi et al.
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry 136(1) ページ: 7-11
• [雑誌論文] Integration of Caenorhabditis elegans MAPK pathways mediating immunity and stress resistance by MEK-1 MAPK kinase and VHP-1 MAPK phosphatase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kim et al.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 101(30) ページ: 10990-10994
• [雑誌論文] The Caenorhabditis elegans MAPK phosphatase VHP-1 mediates a novel JNK-like signaling pathway in stress response. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mizuno et al.
  • 雑誌名: EMBO J. 23(11) ページ: 2226-2234
• [雑誌論文] A conserved p38 MAP kinase pathway in Caenorhabditis elegans innate immunity. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kim, Dennis H.
  • 雑誌名: Science 297 ページ: 623-626
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A conserved p38 MAP kinase pathway in Caenorhabditis elegans innate immunity. (2002)
  • 著者名/発表者名: Kim, D. H., Feinbaum, R., Alloing, G., Emerson, F. E., Garsin, D. A., Inoue, H., Tanaka-Hino, M., Hisamoto, N., Matsumoto, K., Tan, M. W., ^*Ausubel, F. M.
  • 雑誌名: Science 297 ページ: 623-626
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Nishiwaki, K.: "An NDPase links ADAM protease glycosylation with organ morphogenesis in C. elegans"Nature cell Biology. 6. 31-37 (2004)
• [文献書誌] Kim, DH.: "A conserved p38 MAP kinase pathway in Caenorhabditis elegans innate immunity"Science. 297(5581). 623-626 (2002)
• [文献書誌] Tanaka-Hino, M: "SEK-1 MAPKK mediates Ca^<2+> signaling to determine neuronal asymmetric development in Caenorhabditis elegans"ENBO Reports. 3(1). 56-62 (2002)