核-細胞質間蛋白質輸送制御と細胞核ストレス応答

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16107004
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 米田 悦啓 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (80191667)
• 研究分担者: 関元 敏博 大阪大学, 医学系研究科, 助手 (20305634)
• キーワード: 核蛋白質輸 / importin / Ran / ストレス応答 / 遺伝子発現

研究概要

これまで、核一細胞質間蛋白質輸送機構に関する研究は、輸送担体であるimportinβファミリー分子、importinαファミリーを代表とするアダプター分子、低分子量GTPaseであるRanやそのサイクルに関する因子群の発見ならびに性状解析が精力的に進められた。その結果、輸送機構に関する基本的な分子メカニズムのモデルが提唱される段階にまで研究は進展した。しかし、核一細胞質間蛋白質輸送が、個体発生、細胞分化・増殖、細胞周期といった様々な生命現象とどのように深く関連しているのかについてはほとんど知見がない。本研究は、importinβに結合することなく単独で核内に移行する能力を有することをわれわれが初めて発見した分子であるimportinαやRanのストレス依存性細胞内局在変化の分子メカニズムを明らかにするとともに、細胞核がどのようにストレスに対処するのかを、核一細胞質間蛋白質輸送制御の観点から解明することを目的として研究を開始した。その結果、細胞がストレスを受けた際に、細胞内のATP濃度が著しく低下することを明らかにし、そのATP濃度の低下がRanの細胞内局在変化を誘導することを発見した。これは、細胞内ATP濃度を低下させる薬剤を用いた場合にも再現でき、逆に、ATPを導入した細胞では、ストレス条件下でもRanの局在に変化は生じないことが明らかとなった。このことから、ATP濃度低下がRanの局在異常を導き、ストレス条件下で起こる核蛋白質輸送の制御反応の引き金になる可能性が考えられる。また、ストレス条件下でimportinαが核に蓄積することを明らかにしてきたので、核内に蓄積したimportinαが何らかの遺伝子の発現に影響を及ぼす可能性を考え、DNAアレイを用いて、importinαが核に蓄積した状態とそうでない状態で発現に差が見られる遺伝子の探索を開始している。

研究成果

• [雑誌論文] Importin-a promotes passage through the nuclear pore complex of human immunodeficiency virus type 1 Vpr. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kamata, M., Nitahira-Kasahara, Y., Miyamoto, Y., Yoneda, Y., Aida, Y.
  • 雑誌名: J.Virol. (印刷中)
• [雑誌論文] Altered protein expression in endometrial carcinogenesis. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki, T., Enomoto, T., Nakashima, R., Ueda, Y., Kanao, H., Yoshino, K., Fukumoto, M., Yoneda, Y.Buzard, G.S.Murata, Y.
  • 雑誌名: Cancer Lett (印刷中)
• [雑誌論文] Molecular cloning and functional characterization of mouse NXF family gene products. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sasaki, M., Takeda, E., Takano, K., Yomogida, K., Katahira, J., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: Genomics (印刷中)
• [雑誌論文] Importin α transports Ca^<2+>/calmodulin-dependent protein kinase type IV (CaMKIV) to the nucleus without utilizing importin β. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kotera, I., Sekimoto, T., Miyamoto, Y., Saiwaki, T., Nagoshi, E., Sakagami, H., Kondo, H., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: EMBO J. (印刷中)
• [雑誌論文] Zinc finger domain of Snail functions as a nuclear localization signal for importin β-mediated nuclear import pathway. (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki, H., Sekimoto, T., Ohkubo, T., Douchi, T., Nagata, Y., Ozawa, M., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: Genes Cells (印刷中)
• [雑誌論文] Importin α/β mediates nuclear transport of a mammalian circadian clock component, mCRY2, together with mPER2, through a bipartite, nuclear localization signal. (2005)
  • 著者名/発表者名: Sakakida, Y., Miyamoto, Y., Nagoshi, E., Akashi, M., Nakamura, T.J., Mamine, T., Kasahara, M., Minami, Y., Yoneda, Y., Takumi, T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. (印刷中)
• [雑誌論文] Heat-shock induced nuclear retention and recycling inhibition importin α. (2004)
  • 著者名/発表者名: Furuta, M., Kose, S., Koike, M., Shimi, T., Hiraoka, Y., Yoneda, Y., Haraguchi, T., Imamoto, N.
  • 雑誌名: Genes Cells 9 ページ: 429-441
• [雑誌論文] Importin α/β-mediated nuclear protein import is regulated in a cell cycle-dependent manner. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yasuhara, N., Takeda, E., Inoue, H., Kotera, I., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: Exp.Cell Res. 297 ページ: 285-293
• [雑誌論文] 14-3-3 suppresses the nuclear localization of threonine 157-phosphorylated p27^<Kip1>. (2004)
  • 著者名/発表者名: Sekimoto, T., Fukumoto, M., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: EMBO J. 23 ページ: 1934-1942
• [雑誌論文] Cellular stresses induce the nuclear accumulation of importin α and cause a conventional nuclear import block. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyamoto, Y., Saiwaki, T., Yamashita, J., Yasuda, Y., Kotera, I., Shibata, S., Shigeta, M., Hiraoka, Y., Haraguchi, T., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 165 ページ: 617-623
• [雑誌論文] β-Catenin shows an overlapping sequence requirement but distinct molecular interactions for its bi-directional passage through nuclear pores. (2004)
  • 著者名/発表者名: Koike, M., Kose, S., Furuta, M., Taniguchi, N., Yokoya, F., Yoneda.Y., Imamoto, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 34038-34047
• [雑誌論文] An ATP-dependent activity that releases RanGDP from NTF2. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yamada, M., Mattaj, I.Yoneda, Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 36228-36234
• [雑誌論文] Specific monoclonal antibody against nuclear import factor, importin alpha1/Rch1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamikubo, Y., Sakaguchi, N., Shikata, K., Furuta, M., Miyamoto, Y., Imamoto, N., Yoneda, Y., Ogino, K., Tachibana, T.
  • 雑誌名: Hybridoma and Hybridomics 23 ページ: 301-304
• [雑誌論文] Alternative splicing of Staufen2 creates the nuclear export signal for CRM1(exportin 1). (2004)
  • 著者名/発表者名: Miki, T., Yoneda, Y.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem 279 ページ: 474763-47479