発生におけるカスパーゼ活性の可視化と生体機能の遺伝学的解析

• 研究課題/領域番号: 16027209
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 三浦 正幸 東京大学, 大学院・薬学系研究科, 教授 (50202338)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• 研究課題ステータス: 完了 (2005年度)
• 配分額: 6,000千円 (直接経費: 6,000千円); 2005年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 2004年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: カスパーゼ / ショウジョウバエ / 細胞分化 / 遺伝学 / 細胞死 / FRET / 外感覚器 / 細胞運命 / 神経細胞

研究概要

細胞死実行に中心的な役割を果たすカスパーゼは細胞死刺激を受けて活性化するシステインプロテアーゼである。カスパーゼの活性化ダイナミクスを感度よくモニターすることが出来れば、組織でのカスパーゼ活性化初期過程をも検出することができ、細胞死のみならずカスパーゼの発生における生理機能の解析が飛躍的に進むと期待される。本研究ではカスパーゼの活性化状態を生体レベルでリアルタイムに検出することによって、発生過程でのカスパーゼシグナルのダイナミクスを記載し、細胞死やカスパーゼの活性化によって引き起こされる生理現象を理解することを目標としている。活性化型カスパーゼの検出を生体内で生きたまま解析するための強力なプローブを、蛍光蛋白質を用いたFRET(蛍光共鳴エネルギー移動)を利用する方法を用いて構築した。我々はFRETのドナーにECFPを、アクセプターにVenusを用い、両蛍光たんぱく質にカスパーゼ切断至適配列DEVDを挿入した新規カスパーゼ3 indicator 「SCAT3」を開発し、このペアを採用することで細胞内で安定的にカスパーゼ活性化の解析を可能にした。個体でのカスパーゼ活性化部位を調べる目的でUAS-Gal4システムにてSCAT3を発現するトランスジェニックショウジョウバエを作製した。カスパーゼ活性化因子Dapaf-1変異体ではショウジョウバエ小楯板の剛毛増加が観察されることからこの領域でカスパーゼの活性化が起こっていて、剛毛の発生に関与することが考えられた。そこで、Scabrous-Gal4を用いて剛毛前駆細胞でSCAT3を発現させたところ、翅成虫原基でのScabrous陽性細胞クラスターで弱いながらカスパーゼの活性化が検出された。翅成虫原基における死細胞をTUNEL法で観察するとScabrous陽性細胞クラスターには殆どシグナルが観察されず、Scabrous陽性細胞クラスター内でのカスパーゼ活性化は細胞死以外の機能を持っことが予想された。

研究成果

• [雑誌論文] Role of 14-3-3γ in FE65-dependent gene transactivation mediated by the APP cytoplasmic fragment. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sumioka, A., Nagaishi, S., Yoshida, T., Lin, A., Miura, M., Suzuki, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 42364-42374
• [雑誌論文] Gain-of-function screen identifies a-role of the Sec61α translocon in Drosophila postmitotic neurotoxicity. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Hiratou, T., Igaki, T., Kanda, H., Kuranaga, E., Sawamoto, K., Aigaki, T., Okano., H., Miura, M.
  • 雑誌名: BBA 1726 ページ: 225-237
• [雑誌論文] Drosophila caspase transduces Shaggy/GSK-3β kinase activity in neural precuorsor development. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kanuka, H., Kuranaga, E., Takemoto, K., Hiratou, T., Okano, H., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 3793-3806
• [雑誌論文] Bax-like protein Drob-1 protects neurons from expanded polyglutamine-induced toxicity in Drosophila. (2005)
  • 著者名/発表者名: Senoo-Matsuda, N., Igaki, T., Miura, M.
  • 雑誌名: EMBO J. 24 ページ: 2700-2713
• [雑誌論文] Targeted expression of anti-apoptotic protein p35 in oligodendrocytes reduces delayed demyelination and functional impairment after spinal cord injury. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tamura, M., Nakamura, M., Ogawa, Y., Toyama, Y., Miura, M., Okano, H.
  • 雑誌名: Glia 51 ページ: 312-321
• [雑誌論文] Isolation of gene sets affected specifically by polyglutamine expression : implication of the TOR signaling pathway in neurodegeneraton. (2005)
  • 著者名/発表者名: Nelson, B., Nishimura, S., Kanuka, H., Kuranaga, E., Inoue, M., Hori, G., Nakahara, H., Miura, M.
  • 雑誌名: Cell Death Diff. 12 ページ: 1115-1123
• [雑誌論文] A novel function of neuronal PAS domain protein 1 (NPAS1) in erythropoietin expression in neuronal cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Ohsawa, S., Hamada, S., Kakinuma, Y., Yagi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 79 ページ: 451-458
• [雑誌論文] Neurotoxic effects of lipopolysaccharide on nigral dopaminergic neurons are mediated by microglial activation, interleukin-1β and expression of caspase-11 in mice. (2004)
  • 著者名/発表者名: Arai, H., Furuya, T., Yasuda, T., Miura, M., Mizuno, Y., Mochizuki, H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 51647-51653
• [雑誌論文] A mechanism of impaired mobility of oligodendrocyte progenitor cells by tenascin C through modification of Wnt signaling. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Osawa, S., Miura, M.
  • 雑誌名: FEBS Lett. 568 ページ: 60-64
• [雑誌論文] A sulfatase regulating the migratory potency of oligodendrocyte progenitor cells through tyrosine phosphorylation of β-catenin. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kakinuma, Y., Saitoh, F., Ohsawa, S., Furuichi, T., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Neurosci.Res. 77 ページ: 653-661
• [雑誌論文] Genetic analysis for JNK-mediated apoptosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kuranaga, E., Miura, M.
  • 雑誌名: Acta.Histochem.Cytochem. 37 ページ: 223-226
  • NAID: 110003144383
• [雑誌論文] Regulatory roles of JNK in programmed cell death. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kanda, H., Miura, M.
  • 雑誌名: J.Biochem. 136 ページ: 1-6
  • NAID: 10016200490