細胞質分裂におけるアクチン調節タンパク質の役割

1998 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10213201
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 沼田 治 筑波大学, 生物科学系, 助教授 (50189354)
• 研究分担者: 阿部 洋志 千葉大学, 理学部, 助教授 (00222662)
• キーワード: テトラヒメナ / アフリカツメガエル / 細胞質分裂 / コフィリン / カルモジュリン / リン酸化 / 脱リン酸化 / カルシウムイオン

研究概要

本研究では、テトラヒメナのp85がどのように収縮環形成を調節しているか、Xenopusコフィリンの機能が細胞質分裂でどのように制御されているのかを解析することを目的とした。
1. p85はは細胞質分裂に先立って分裂面に点状に局在し、p85にそってアクチン繊維が並び、収縮環が形成される。p85は3箇所のカルモデュリン結合部位を持ち、in vitroでCa^<2+>に依存してカルモデュリンと結合し、分裂細胞ではp85とカルモデュリンが分裂溝に共局在した。カルモデュリンの阻害剤W7はin vitroにおけるp85とカルモデュリンの結合を阻害し、p85と力ルモデュリンの分裂溝への局在と細胞質分裂も阻害した。これらのことはp85の分裂面決定と収縮環形成がCa^<2+>/カルモデュリンによって制御されていることを示唆する。
2. コフィリンは、リン酸化により活性か抑制され、脱リン酸化により活性化し、アクチン線維の再編成を促す。まず、Xenopus卵のcycling extractを用いて、細胞周期の進行に伴うコフィリンのリン酸化レベルの動態を追跡した。その結果、間期にはコフィリンの多くはリン酸化されているが、分裂前期および終期に脱リン酸化のピークがあることが見出された。コフィリンのリン酸化制御機構を明らかにするために、Xenopus卵抽出液に活性化型の低分子量G蛋白質であるracを加え、コフィリンのリン酸化レベルがどう変化するか追跡した。その結果、活性化型のracを加えることにより、コフィリンが特異的に脱リン酸化されることが確かめられた。今後この実験系を用いることにより、コフィリンのリン酸化制御に関わる因子を生化学的に明らかにしていくことが可能となった。

研究成果

• [文献書誌] A.Watanabe: "The new Tetrahymena actin-binding proteins is localized in the division furrow" J.Biochem.123. 607-613 (1998)
• [文献書誌] S.Wang: "Molecular cloning and cell-cycle-dependent expression of a novel NIMA(never-in-mitosis in Aspergillus nidulans)-related protein kinase(TpNrk)in Tetrahymena cells" Biochem.J.334. 197-203 (1998)
• [文献書誌] O.Numata: "Tetrahymena elongation factor-1α binds to Hsp 70 family proteins(in press)" Zoological Science. (1999)
• [文献書誌] Y.Soen: "Generation of functional b-actinin(CapZ)in an E.coli expression system" J.Mus.Res.Cell.Motil.19. 639-646 (1998)
• [文献書誌] Y.Ohtsuka: "Functional characteristics and the complete primary structure of ascidian gelsolin" Biochim.Biophys.Acta.1383. 219-231 (1998)
• [文献書誌] K.Kusano: "Detection of a sequence involved in actin-binding and phosphoinositide-binding in the N-terminal side of cofilin.(in press)" Mol.Cell.Biochem.(1999)
• [文献書誌] K.Tsubakimoto: "Small GTPase RhoD suppresses cell migration and cytokinesis." Oncogene. (in press). (1999)
• [文献書誌] O.Numata: "Tetrahymena calcium-binding proteins, TCBP-25 and TCBP-23 In TETRAHYMENA THERMOPHILA(D.J.Asai, J.D.Forney eds.)" Academic Press, San Diego(in press), (1999)