発生・分化を担うエンドソーム・リソソームのメンブレンダイナミクス

• 研究課題/領域番号: 15079205
• 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: 大阪大学
• 研究代表者: 和田 洋 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50212329)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2007
• 研究課題ステータス: 完了 (2007年度)
• 配分額: 106,400千円 (直接経費: 106,400千円); 2007年度: 19,600千円 (直接経費: 19,600千円); 2006年度: 19,600千円 (直接経費: 19,600千円); 2005年度: 19,600千円 (直接経費: 19,600千円); 2004年度: 23,800千円 (直接経費: 23,800千円); 2003年度: 23,800千円 (直接経費: 23,800千円)
• キーワード: 液胞 / 酸性化 / イオン環境 / オルガネラ / 発生 / 神経誘導 / エンドソーム / 原腸陥入 / シグナル伝達 / リソソーム / 遺伝子改変マウス / 遺伝子改変動物 / 酸性オルガネラ / 分泌型リソソーム / 生体膜 / 破骨細胞 / 液胞型ATPase / 細胞内局在

研究概要

多細胞生物の組織構築,形態形成は高度な細胞間の相互作用によって規定される.細胞間相互作用の素過程としてのシグナル伝達は初期発生から個体レベルでの恒常性の維持まで,広範な生命活動を実現する基本反応のひとつであり,組織・個体レベルの機能と,細胞レベルの機能の接点としてきわめて重要な位置を占める.オルガネラダイナミクスによる発生プログラムの制御を明らかにするため,オルガネラ形成分子の欠損マウスを解析した,酵母の液胞形成タンパク質Vam2は液胞膜上での膜融合装置として機能する,マウスのVam2ホモログ,mVam2を同定し,遺伝子破壊マウスを作成した.mVam2欠損胚では,visceral endoderm(VE)のエンドソームリソソームが断片化し,酵母のclass II vam破壊株と同様な形態を示す. m Vam2欠損マウス胚はBMPシグナルがectopicに活性化されており,原腸陥入は開始するものの,予定神経領域外胚葉で細胞死が誘導され,頭部形成が強く阻害されて胎性7.5日以降の発生が進まない.野生型胚ではBMP受容体がVEに特徴的なリソソーム,apical v acuoleに運ばれるが,m Vam2変異株はapical vacuoleを欠いており,受容体の分解コンパートメントへの輸送が起きていない.これらの観察結果は,BMP受容体のリソソームへの膜輸送による不活性化が,マウス初期発生におけるBMPシグナルの空間的な分布の形成,さらには初期発生プログラムの実現に極めて重要な素過程であることを示している.

研究成果

• [雑誌論文] Vacuolar type H^+-ATPase with the α3 isoform is the proton pump on premature melanosomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Tabata, H., et. al.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. (印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vacuolar-type proton ATPase as regulator of membrane dynamics in multicellular organisms (2008)
  • 著者名/発表者名: Wada, Y., et. al.
  • 雑誌名: J. Bionenerg. Biomembr. 40 ページ: 53-57
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differtial expression of a subunit isoforms of the vacuolar-type proton pump ATPase in mouse endocrine tissues (2007)
  • 著者名/発表者名: Sun-Wada, et. al.
  • 雑誌名: Cell Tissue Res. 329 ページ: 239-248
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rotational catalysis of Escherichia coli ATP synthase F1 sector. Stochastic fluctuation and a key domain of the β subunit (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi-Matsui, M, et. al.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 20698-20704
  • 査読あり
• [雑誌論文] The a3 isoform of V-ATPase regulates insulin secretion from pancreatic β-cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sun-Wada, G.-H. 他
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 119(21) ページ: 4531-4540
• [雑誌論文] Stochastic high-speed rotation of Escherichia coli ATP synthase F1 sector: the ε subunit-sensitive rotation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi-Matuui M., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281(7) ページ: 4126-4131
• [雑誌論文] ATP-dependent rotation of mutant ATP synthases defective in proton transport. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hosokawa H., et al.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280(25) ページ: 23797-23801
• [雑誌論文] Simple and straightforward construction of a mouse gene targeting vector using in vitro transposition reactions. (2005)
  • 著者名/発表者名: Aoyama M., et al.
  • 雑誌名: Nucl.Acids Res. 33(5)
• [雑誌論文] Simple and straightforward construction of a mouse gene targeting vector using in vitro transposition reaction (2005)
  • 著者名/発表者名: M.Aoyama et al.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. (印刷中)
• [雑誌論文] Diverse and essential roles of mammalian vacuolar-type proton pump ATPase : toward the physiological understanding of inside acidic compartments (2004)
  • 著者名/発表者名: G.-H.Sunwada et al.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 1658 ページ: 106-114
• [雑誌論文] Regulatory elements directing gut expression of the GATA6 gene during mouse early development (2004)
  • 著者名/発表者名: G.-H.Sunwada et al.
  • 雑誌名: J Biochem 135 ページ: 165-169
• [雑誌論文] Proton pumping ATPases and diverse inside-acidic compartments. (2004)
  • 著者名/発表者名: Futai M et al.
  • 雑誌名: Yakugaku Zasshi 1245 ページ: 243-250
• [雑誌論文] Proton translocating ATPases : introducing unique enzymes coupling catalysis and proton tranlocation through mechanical rotation (2004)
  • 著者名/発表者名: Futai M. et al.
  • 雑誌名: Handbook of ATPases : Biochemistry, Cell Biology, Pathophysiology ページ: 237-256
• [雑誌論文] Vacuolar-type proton ATPases : subuint isoforms and tissue-specific function (2004)
  • 著者名/発表者名: G.H-.Sun-wada et al.
  • 雑誌名: Handbook of ATPases : Biochemistry, Cell Biology, Pathophysiology ページ: 379-392
• [学会発表] V-ATPase regulation of insulin secretion (2007)
  • 著者名/発表者名: Sun, Wada, et. al.
  • 学会等名: FASEB Summer Conference on Transport ATPases
  • 発表場所: Vermont, NH, USA
  • 年月日: 2007-07-11
• [図書] タンパク質科学-構造・物性・機能 (2005)
  • 著者名/発表者名: 後藤 祐児
  • 総ページ数: 566
  • 出版者: 化学同人
• [文献書誌] Sun-Wada, G.H.et al.: "Mouse proton pump ATPase C subunit isoforms (C2-a and C2-b) specifically expressed in kidney and lung"J.Biol.Chem. 278. 44843-44851 (2003)
• [文献書誌] Suzuki, J.et al.: "Involvement of syntaxin 7 in human gastric epithelial cell vacuolation induced by the Helicobacter pylori-produced cytotoxin VacA."J.Biol.Chem.. 278. 25585-25590 (2003)
• [文献書誌] Toyomura, T.et al.: "From lysosomes to plasma membrane : Localization of vacuolar type H^+-ATPase with the a3 isoform during osteoclast differentiation."J.Biol.Chem.. 278. 22023-22030 (2003)
• [文献書誌] Sun-Wada, G.H.et al.: "Diversity of mouse proton-translocating ATPase : presence of multiple isoforms of the C,d and G subunits."Gene. 302. 147-153 (2003)
• [文献書誌] Hirata, T.et al.: "Subunit rotation of vacuolar-type proton pumping ATPase : Relative rotation of the G as to c subunit"J.Biol.Chem. 278. 23714-23719 (2003)
• [文献書誌] Sun-Wada, G.-H.et al.: "Lysosome and lysosome-related organelles responsible for specialized functions in higher organisms, with special emphasis on vacuolar-type proton ATPase."Cell Struct.Funct. 28. 455-463 (2003)