コフィリン、C-蛋白質の分子機能および筋の形成と維持における役割

• 研究課題/領域番号: 14340262
• 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: 動物生理・代謝
• 研究機関: 千葉大学
• 研究代表者: 大日方 昂 千葉大学, 理学部, 教授 (40012413)
• 研究分担者: 佐藤 成樹 千葉大学, 理学部, 助手 (40261896)
• 研究期間 (年度): 2002 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 14,500千円 (直接経費: 14,500千円); 2004年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円); 2003年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円); 2002年度: 9,600千円 (直接経費: 9,600千円)
• キーワード: コフィリン / アクチン結合蛋白質 / C-タンパク質 / ミオシン結合タンパク質 / 筋原線維形成 / 心筋細胞 / 骨格筋細胞 / アクチン線維 / 筋原繊維形成 / アクチン結合タンパク質

研究概要

1)筋型コフィリン(MCF)を欠損するマウス骨格筋における筋収縮構造の変化
MCF欠損ES細胞を用いて作成したキメラマウスのMCF欠損筋細胞における構造変異を、ミオシンを指標として観察、MCF欠損が筋収縮装置に大きな障害をもたらすことを見出した。
2)コフィリンの発現抑制と筋原線維への影響
アンチセンス法により鶏初代培養骨格筋細胞でコフィリンの発現を抑制し、筋原線維形成への影響を調べた。培養数日後に無処理あるいはミスセンスオリゴ導入の筋細胞ではアクチンが明瞭な横紋構造に組み込まれるのに対して、アンチセンスオリゴ導入でコフィリン量が減少した筋細胞では、アクチンが不規則な集合物や太い線維状構造を形成し、横紋への構築はなく、筋原線維形成が異常となることを観察した。アクチン線維を生細胞で可視化できる蛍光標識モエシンC端断片を細胞に導入して、アクチンの集合経過を同一細胞で数日間追跡し、アンチセンスオリゴ導入後の不規則なアクチン線維の束化形成に至る経過を確認した。筋原線維形成におけるコフィリンの重要性が実証された。
3)C-蛋白質の分子変異に伴う機能変異
マウス心筋C-蛋白質で、C端側のミオシン結合・コネクチン結合領域に10アミノ酸の挿入のある変異体を見出した。これは機能的に脆弱で、マウス心筋の老化に伴い発現上昇し、心筋細胞の一部でC-蛋白質の集合の乱れをもたらすことを観察した。
4)C-蛋白質分子のアクチン結合部位
トリ心筋C-蛋白質の断片を大腸菌発現系で作成して、F-アクチンとの結合を解析、N-端側の4つのIgドメインを含むドメインC0-C4フラグメントがアクチン線維への結合能をもち、アクチン・ミオシン相互作用に抑制的に働くことを見いだした。さらに小断片の蛋白質を作成して検討、主たるアクチン結合部位をN-端に近いC0-C1に限定した。

研究成果

• [雑誌論文] Non-muscle cofilin is a component of tubulobulbar complexes in the testis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Guttman, JA.et al.
  • 雑誌名: Biol Reprod. 70 ページ: 805-812
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Myocyte differentiation generates nuclear invaginations penetrated by myofibrils associating with sarcomeric protein mRNAs. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, T.et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 117 ページ: 6523-6534
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Non-muscle cofilin is a component of tubulobulbar complexes in the testis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Guttman, JA., Obinata, T., Shima, J., Griswold, M., Vogl, AW
  • 雑誌名: Biol Reprod. 70 ページ: 805-812
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Myocyte differentiation generates nuclear invaginations penetrated by myofibrils associating with sarcomeric protein mRNAs. (2004)
  • 著者名/発表者名: Abe, T., Takano, K., Suzuki, A., Shimada, Y., Inagaki, M., Sato, N., Obinata, T., Endo, T
  • 雑誌名: J.Cell Sci. 117 ページ: 6523-6534
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Non-muscle cofilin is a componet of tubulobulbar complexes in the testis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Guttman, LA. et al.
  • 雑誌名: Biol Reprod. 70 ページ: 805-812
• [雑誌論文] Postmetamorphic changes in parvalbumin expression in the hindlimb skeletal muscle of the bullfrog (2003)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, T.et al.
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1646 ページ: 42-48
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] V-1,a protein expressed transiently during murine cerebellar development, regulates actin polymerization via interaction with capping protein. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taoka, M., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 5864-5870
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Uptake of albumin is coupled with stretched-induced hypertrophy of skeletal muscle cells in culture (2003)
  • 著者名/発表者名: Adachi, R.et al.
  • 雑誌名: Zool.Science 20 ページ: 557-565
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel variant of cardiac myosin-binding protein-C(MyBP-C/C-protein) that is unable to assmble into sarcomeres is expressed in the ages mouse atrium. (2003)
  • 著者名/発表者名: Sato, N.et al.
  • 雑誌名: Mol.Biol cell. 14 ページ: 3180-3191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Postmetamorphic changes in parvalbumin expression in the hindlimb skeletal muscle of the bullfrog, Rana catesbeiana. (2003)
  • 著者名/発表者名: Hasebe, T, Umezawa, K., Sugita, M., Iwata, T., Yamamoto, K., Obinata, T., Kikuyama, S
  • 雑誌名: Biochim.Biophys.Acta 1646 ページ: 42-48
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] V-1, a protein expressed transiently during murine cerebellar development, regulates actin polymerization via interaction with capping protein. (2003)
  • 著者名/発表者名: Taoka, M., Ichimura, T., Wakamiya-Tsuruta, A., Kubota, Y., Araki, T., Obinata, T., Isobe, T
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 278 ページ: 5864-5870
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Uptake of albumin is coupled with stretched-induced hypertrophy of skeletal muscle cells in culture. (2003)
  • 著者名/発表者名: Adachi, R., Yabusaki, K., Obinata, T
  • 雑誌名: Zool Sci 20 ページ: 557-565
  • NAID: 110006162731
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel variant of cardiac myosin-binding protein-C (MyBP-C/C-protein) that is unable to assmble into sarcomeres is expressed in the ages mouse atrium. (2003)
  • 著者名/発表者名: Sato, N., Kawakami, T., Nakayama, A., Suzuki, M., Kasahara, H., Obinata, T
  • 雑誌名: Mol.Biol Cell. 14 ページ: 3180-3191
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Taoka, M. et al.: "V-1, a protein expressed transiently during murine cerebellar development, regulates actin polymerization via interaction with capping protein."J Biol.Chem.. 278. 5864-5870 (2003)
• [文献書誌] Hasebe, T. et al.: "Postmetamorphic changes in parvalbumin expression in the hindlimb skeletal muscle of the bullfrog, Rana catesbeiana"Biochim.Biophys.Acta. 1646. 42-48 (2003)
• [文献書誌] Adachi, R. et al.: "Uptake of albumin is coupled with stretched-induced hypertrophy of skeletal muscle cells in culture"Zoological Science. 20. 557-565 (2003)
• [文献書誌] Sato, N.: "A novel varient of cardiac myosin-binding protein-C(MyBP-C/C-protein) that is unable to assemble into sarcomeres is expressed in the ages mouse"Mol.Biol.Cell. 14. 3180-3191 (2003)
• [文献書誌] Guttman, JA: "Non-muscle cofilin is a component of tubulobulbar complexes in the testis."Biology of Reproduction. (In press). (2004)
• [文献書誌] 阿部 洋志, 大日方 昂: "細胞骨格と細胞運動-その制御のメカニズム(アクチンフィラメント切断タンパク質、単量体アクチン結合タンパク質"シュプリンガー・フェアラーク東京. 13 (2002)
• [文献書誌] Hasebe, T., et al.: "Expression of parvalbumin isoforms in the postmetamorphic bullfrog, Rana catesbeiana"Proceedings of the 21th Conference of European Comparative Endocrinologists. 523-526 (2002)
• [文献書誌] Hasebe, T., et al.: "Postmetamorphic changes in parvalbumin expression in the hindlimb skeletal muscle of the bullfrog, Rana catesbeiana"Biochim.Biophis.Acta. (In press). 5864-5870 (2003)
• [文献書誌] Taoka, M., et al.: "V-1, a protein expressed transiently during murine cerebellar development, regulates actin polymerization via interaction with capping protein"J Biol.Chem.. 278. 5864-5870 (2003)
• [文献書誌] Adachi, R., et al.: "Uptake of albumin is coupled with stretched-induced hypertrophy of skeletal muscle cells in culture"Zoological Science. (In press). (2003)
• [文献書誌] 阿部 洋志, 大日方 昂: "細胞骨格と細胞運動-その制御のメカニズム(アクチンフィラメント切断タンパク質、単量体アクチン結合タンパク質"シュプリンガー・フェアラーク東京. 13 (2002)