筋形成におけるミオシン結合蛋白質の役割

1998 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 08044191
• 研究種目: 国際学術研究
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 共同研究
• 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 昴 千葉大学, 理学部, 教授 (40012413)
• 研究分担者: STOCKDALE Fr スタンフォード大学, 医学部, 教授 ; WELIKSON Rob コーネル大学, 医学部, 研究員 ; FISCHMAN Don コーネル大学, 医学部, 教授 ; 佐藤 成樹 千葉大学, 理学部, 助手 (40261896) ; WELIKSON Robert E. Cornell Univ. Medical School Research Associate ; STOCKDALE Frank E. Stanford Univ.Medical School Professor ; FISCHMAN Donald A. Cornell Univ Medical School Professor
• 研究期間 (年度): 1996 – 1998
• キーワード: ミオシン結合蛋白質 / C蛋白質 / H-蛋白質 / ミオシン / 筋原線維形成 / 心筋細胞 / 横紋筋 / アクチン

研究概要

本研究では筋収縮構造の形成におけるC-蛋白質の役割を解明するために、C-蛋白質の構造、機能及び発現を解析、さらにC-蛋白質の変異体、他のミオシン結合蛋白質との関わりについても検討し以下の成果を得た。1)マウス速筋、遅筋C-蛋白質のcDNAを分離、全構造を決定した。2)ノーザンブロット法、及び、C-蛋白質アイソフォームを特異的に識別する抗体を用いた免疫細胞化学の手法によりマウスの筋形成過程でのC-蛋白質の発現を解析、心筋では発生過程を通じて心筋C-蛋白質のみを発現、骨格筋では遅筋型から速筋型への変換が起こることを見出した(トリでは胚骨格筋に心筋C-蛋白質が現われるが、マウスでは現れない)。3)マウス心筋C-蛋白質に2つのアイソフォームの存在を見出した。両者はマウスの月齢に依存して心筋での発現が変動、筋原線維への集合能にも差があることをRT-PCR法により見出した。4)心筋C-蛋白質には骨格筋C-蛋白質にはないリン酸化部位が存在するが、ニワトリ心筋C-蛋白質にはリン酸化部位を含む15アミノ酸残基の配列の有無により異なる2種のアイソフォーム(I型、II型)の存在を見出した。この15残基を特異的に認識する抗体を作成、I型とII型の発現、局在の違いの有無を検討し、心筋ではI型、II型の発現が示唆されたが、胚骨格筋ではI型がほとんど発現されないことを解明した。5)2つのミオシン結合蛋白質(C-蛋白質とH-蛋白質)の役割の比較検討のために、培養心筋細胞へC-蛋白質、H-蛋白質のcDNAを導入して、それらの発現を増加させて、それぞれの筋原線維への集合を蛍光顕微鏡下で比較検討した。その結果、発現量が増加した蛋白質がよりよく集合し、他方の集合は低下した。両者の集合は競合すると考えられる。しかし、H-蛋白質がよりよく組み込まれることを見出した。6)ヒト心筋症で報告された心筋C-蛋白質の変異をトリ心筋C-蛋白質で人為的に作成、この蛋白質をcDNAトランスフェクション法により培養心筋細胞で発現誘導する系を確立、変異蛋白質を発現する心筋細胞の表現形質を解析した。しかし、際だつ形質変化は見られなかった。

研究成果

• [文献書誌] Nagaoka, Rie: "Quantitative and analysis of low MW-actin-binding proteins, cofilin, ADF and profilin, expressed in developing and degenerating chicken skeleta muscles." J.Muscle Res Cell Moeil.17. 463-473 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Hayakawa, Kumihide: "Differential assembly of cytoskeletal and sarcomeric actins in developing skeletal muscle cells in vitor" Zool, Sci. 13. 509-517 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Endo, Takeshi: "Distinct troponin T genes are expressed in embyonic/larval tail striated muscle and adult body wall smooth muscle in ascidian" J.Biol. Chem.271. 27855-27862 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Obinata, Takashi: "Low molecular-waight G-actin binding proteins mvolved in the regulation of actin assembly during myofibrillogenesis." Cell. Str. Func.22(1). 181-189 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Begum, S.: "Dfferentiation of muscle-specific proteins in chicken somites as studied by immunofluorescence microscopy." Cell. Tiss. Res.293. 305-311 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Soeno, Yoshinori: "Effects of exogenous β-actinin (CapZ) on actin filamentous structures in cultured muscle cells." Zool. Sci.15. 217-222 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Seno, Yoshinori: "Generation of functional β-actinin (CapZ) in an E.coli expression system" J. Muscle Res. Cell Motil.19(6). 639-646 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Vohra, M.S.: "Subcellular localization of dystrophin and vinculin in cardiac muscle fibers of the conduction system of the chicken ventricle." Cell Tiss. Res.294. 137-143 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kurasawa, Mariko: "Differential expression of C-protein isoforms in developing and degeneraling mousse striated muscles." Muscle & Nerve. 22. 196-207 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Soeno, Yoshinori: "BDM (2,3-Butanedione monoxime), an inhibitor for myosin-actin interaction, suppresses myofibrillogenesis in skeletal muscle cells in culture." Cell Tiss. Res.295. 307-316 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusano, Ken-ichi: "Datection of a suquensce involved in actin-binding and phospho-inositide-binding in the N-terminal side of cofilin." Mol. Cell. Biochem.in press. (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Soeno, Yoshinori: "Organization of connectin/titin filaments in sarcomeres of differentiating chicken skeletal muscle cells." Mol. Cell. Biochem.in press. (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Kusano, Ken-ichi: "Detection of a sequence involved in actin-binding and phospho-inositide-binding in the N-terminal side of cofilin." Mol. Cell. Biochem.in press. (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Soeno, Yoshinori: "Organization of connectin/titin filaments in sarcomeres of defferentiating chicken skeletal muscle cells." Mol. Cell. Biochem.in press. (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [文献書誌] Nagaoka, R., Minami, N., Hayakawa, K., Abe, H.and Obinata, T.: "Quantitative analysis of low MW-actin-binding proteins, cofilin, ADF and profilin, expressed in developing and degenerating chicken skeletal muscles." J.Muscle Res Cell Motil.17. 463-473 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Hayakawa, K., Ono, S., Nagaoka, R., Saitoh, O.and Obinata, T.: "Differential assembly of cytoskeletal and sarcomeric actins in developing skeletal muscle cells in vitro." Zool.Sci.13. 509-517 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Endo, T., Matsumoto, K., Hama, T., Ohtsuka, Y., Katsura, G.and Obinata, T.: "Distinct troponin T genes are expressed in embryonic/larvel tail striated muscle and adult body wall smooth muscle in ascidian." J.Biol.Chem.271. 27855-27862 (1996)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Obinata, T., Nagaoka-Yasuda, R., Ono, S., Kusano, K., Mohri, K., Ohtaka, Y., Yamashiro, S., Okada, K., and Abe, H.: "Low molecular-weight G-actin binding proteins involved in the regulation of actin assembly during myofibrillogenesis." Cell Str.Func.22 (1). 181-189 (1997)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Soeno, Y., Hayakawa, K., and Obinata, T.: "Effects of exogenous b-actinin (CapZ) on actin filamentous structures in cultured muscle cells." Zool.Sci.15. 217-222 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Soeno, Y., Abe, H., Kimura, S., Maruyama, K.and Obinta, T.: "Generation of functional b-actinin (CapZ) in an E.coli expression system." J.Muscle Res Cell Motil.19. 639-646 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Begum, S., Komiyama, M., Toyota, N., Obinata, T., Maruyama, K.and Shimada, Y.: "Differentiation of muscle-specific proteins in chicken somites as studied by immuno-fluorescence microscopy." Cell Tiss.Res.293. 305-311 (1998)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Vohra, M.S., Komiyama, M., Hayakawa, K., Obinata, T.and Shimada, Y.: "Subcellular localization of dystrophin and vinculin in cardiac muscle fibers of the conduction system of the chicken ventricle." Cell Tiss. Res.294. 137-143 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Soeno, Y., Shimada, Y.and Obinata, T.: "BDM (2.3-Butanedione monoxime) an inhibitor for myosin-actin interaction, suppresses myofibrillogenesis in skeletal muscle cells in culture." Cell Tiss.Res.295. 307-316 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kurasawa, M., Sato, N., Matsuda, A., Koshida, S., Totsuda, T.and Obinata, T.: "Differentiation expression of C-protein isoforms in developing and degenerating mouse striated muscles." Muscle & Nerve. 22. 196-207 (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Soeno, Y., Yajima, H., Kawamura, Y., Kimura, S., Maruyama, K.and Obinata, T.: "Organization of connectin/titin filaments in sarcomeres of differentiating chicken skeletal muscle cells." Mol.Cell Biochem.(in press). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [文献書誌] Kusano, K., Abe, H.and Obinata, T.: "Detection of a sequence involved in actin-binding and phosphoinositide-binding in the N-terminal side of cofilin." MOl.Cell.Biochem.(in press). (1999)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より