低分子量G蛋白質Rhoの情報伝達と生理的意義の研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13002007
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 成宮 周 京都大学, 医学研究科, 教授 (70144350)
• キーワード: Rho / ROCK / mDia / Rac / 神経突起 / 細胞接着 / 細胞分裂 / アクチン細胞骨格

研究概要

1.Rhoの情報伝達経路をすべて遮断するC3酵素とその中のROCK経路を選択的に阻害するY-27632の作用を繊維芽細胞で比較検討することにより、RhoからmDiaをへてRacを活性化する経路を発見した。
2.マウス小脳顆粒細胞の初期培養系を用い、この細胞のSDF-1αによる神経突起の形成と抑制の両方にRhoの情報伝達系が働くことを見出した。前者は、mDiaを主とした経路であり、後者はROCKを主とする経路であり、この2経路の選択がRhoの活性化の程度によるらしきことを見出した。
3.ROCKがcentrosome構成蛋白質として存在すること、centriole位置決定に働いているとの知見を得た。
4.GFP-アクチンを用いて、培養神経細胞のアクチン細胞骨格の動態を可視化することに成功し、カルシウム動員のモードに応じて細胞内での繊維化アクチンの集積パタンが変化すること、NMDA受容体刺激に伴っては神経突起のdendriteに特異的なアクチン集積が見られることを見出した。
5.ROCK-II遺伝子欠損マウスを作成し、ホモ接合体の大半がlabyrinth layerでの血栓形成のため胎生14日以後に死亡することを見出した。
6.ROCK-1遺伝子の欠損マウスの作成を行い、ホモ接合体が出生後48時間以内に死亡することを見出した。
7.mDiaのisoformの一つ、mDia3が、CENP-AとHP-1とに結合し、間期細胞のヘテロクロマチンin領域、分裂細胞のkinetochoreに局在し、紡錘体の形成・維持に働く可能性を見出した。
8.Cdc42の細胞分裂時の動態を解析し、Cdc42が分裂期紡錘体の形成や細胞質分裂の完結に働いているとの知見を得た。

研究成果

• [文献書誌] Tsuji, T. et al.: "ROCK and mDial antagonize in Rho-dependent Rac activation in Swiss 3T3 fibroblasts"Journal of Cell Biology. 157. 819-830 (2002)
• [文献書誌] Chevrier, V.et al.: "The Rho-associated protein kinase p160ROCK is required for centrosome positioning"Journal of Cell Biology. 157. 807-817 (2003)
• [文献書誌] Furuyashiki, T. et al.: "Multiple spatiotemporal modes of actin reorganization by NMDA receptors and voltagegated Ca^<2+> channels"Proceedings of National Academy of Sciecne U.S.A.. 99. 14458-14463 (2002)
• [文献書誌] Arakawa, Y. et al.: "Control of axon elongation via an SDF-1α/Rho/mDia pathway in cultured cerebellar granule neurons"Journal of Cell Biology. (in press). (2003)
• [文献書誌] Kabashima, K., et al.: "Prostaglandin E_2-EP4 signaling facilitates initiation of skin immune response by regulating Langerhans cell migration and maturation"Nature Medicine. (in press).
• [文献書誌] Minoshima, Y. et al.: "Phosphorylation of MgcRacGAP by aurora B kinase leads to induction of latent GAP activity towards RhoA during mitosis ; identification of a RhoGAP indispensable for the completion of cytokinesis"Development Cell. (in press). (2003)