細胞膜から核までの情報伝達分子機構の形態学的基盤

1996 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07307027
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 近藤 尚武 東北大学, 医学部, 教授 (20004723)
• 研究分担者: 山形 要人 東京都神経科学総合研究所, 分子神経生物学部門生物学部門, 副参事 (20263262) ; 米田 悦啓 大阪大学, 医学部, 教授 (80191667) ; 藤本 豊士 群馬大学, 医学部, 教授 (50115929) ; 仙波 恵美子 和歌山県立医科大学, 医学部, 教授 (00135691) ; 斉藤 尚亮 神戸大学, バイオシグナル研究センター, 教授 (60178499)
• キーワード: コネクシン / CD-38 / カベオラ / プロティンキナーゼC / カルモジュリンキナーゼIV / 核膜孔ターゲッチング複合体 / immediate early gene

研究概要

細胞膜から核までのシグナル伝達機構の解析対象として,細胞膜内蛋白質,膜関連蛋白質,細胞骨格蛋白質,細胞質,核膜孔そして核内蛋白質を特定し,各々の遺伝子と蛋白質の発現,およびそれらの変動と光顕と電顕レベルで精査した.膜ないし膜蛋白質として,細胞質カベオラそしてリンパ球表面マーカーのCD38を対象とした.Gi2aやcholesterolおよびsphingomyelin等これまでカベオラ画分の分子といわれていた分子はin vivoではカベオラに局在しないことを初めて明らかにした.cyclic ADP riboseの合成酵素ADP-ribosyl cyclaseの活性と分子構造上高いホモロジーとを持つCD38の遺伝子発現を脳で精査すると,予想されたリアノジン受容体の豊富なニューロンではなく,グリア細胞にのみ局在することを初めて明らかにした.次に細胞膜裏打ち蛋白数種とアクチン等の細胞骨格との機能関連の微細構造を筋細胞で解析した後,3種のリン酸化酵素(protein kinase C、 Ca/Calmodulin-dependent protein kinase IV, diacyglycerol kinase)の分子構造と活性特性,それらの遺伝子とタンパク質の細胞組織内局在とその機能的変動を詳細に解析した.これらの分子のいくつかは核内に局在することが判明したので,核移行にの分子機構を明らかにすべく,核膜孔ターゲッチング複合体を同定し,細胞外刺激での核移行にそれらのリン酸化が関与することを明らかにした.また,シグナルカスケード進行の結果として惹機される細胞反応として,既知のimmediate early genes (IEG)である細胞性ガン遺伝子(c-fos, c-jun, NGFI-A等)の外的刺激による多様な発現変動の詳細な解析,およびArcと名付けた新たなIEGを脳海馬で発見してそのシナプス可塑性への関与の可能性を検討した.また細胞内小胞輸送機構に関与するsmall G-proteinのうちrab 12に注目して,心房筋細胞ANP顆粒の分泌にこのタンパクが関与することも免疫細胞化学的に明らかにした.

研究成果

• [文献書誌] Goto, K.& Kondo, H.: "104 kDa diacykglycerd kinase containing ankyrin-like repeats lacalizes in the cell nucleus" Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 93-11. 11196-11201 (1996)
• [文献書誌] Sakagami,H.& Kondo,H.: "Immunohistochemical localization of Ca/calmodulin-dependent protein kinase IV in mature and developing rat retina" Brain Res.719-1. 154-160 (1996)
• [文献書誌] Hijikata, T., Fujimaki, N., Osawa, H, Ishikawa, H.: "Molecular linkage from sarcolemmal undercoat to basal lamina in skeletal muscle fibers" Mol.Biol.Cell.7-5. 57a- (1996)
• [文献書誌] Shibata, Y.et al.: "Identification of rab as a secretory granule-associated small GTP-binding protein ini atrial myocyte" Circ.Res.78-2. 343-347 (1996)
• [文献書誌] Ueyama, T., Umemoto, S.& Senba, E.: "Emotional stress induces c-fos and c-jun immediate early genes expression in the heart" Life Science. 59-2. 339-347 (1996)
• [文献書誌] Fujimoto, T.: "GTP-anchored proteins, glycosphingolipids, and sphingomyclin are distributed diffusoly in untreated cells and sequestered to caveolde only after crolink" J.Histochem.Cytochem.44-3. 929-941 (1996)
• [文献書誌] Yoneda, Y.et al.: "Interferon-r-dependent nuclear import of Stat 1 is mediated by the GTPase activity of Rao/TC4" J.Biol.Chem.271-8. 31017-31020 (1996)
• [文献書誌] Yamagata, K.et al.: "pheb, a growth factor- and synaptic activity-regulated gene, encodes a novel Ras-related protein" J.Biol.Chem.269-23. 16333-16339 (1994)
• [文献書誌] Saito, N.et al.: "Cellular and intracellular localization of ε-subspecies of protein kinase C in the rat brain ; presynaptic localization of ε-subspecies" Brain Res.607-1. 241-248 (1993)