RhoファミリーG蛋白群の時空間的制御機構の解析

2004 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16390078
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 松田 道行 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (10199812)
• 研究分担者: 黒川 量雄 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (40333504)
• キーワード: Rho / Rac / Cdc42 / GFP / FRET

研究概要

細胞増殖因子がRhoファミリーG蛋白を制御する機構を研究した。A431細胞を上皮細胞増殖因子(EGF)で刺激すると、Rac1やCdc42は細胞全体で一過性に活性の上昇が見られ、後に細胞辺縁部に活性が収束してくる像が撮影された。これに対して、RhoAは一過性に細胞の中心部で活性が低下した後に、徐々に活性が回復してくる画像が撮影できた。Racの優勢劣性変異体を発現させるとEGF依存性のRhoの活性低下が抑制されたので、Rhoの活性低下はRacを介しておきていることがわかった。しかし、興味深いことにEGFで刺激をしても細胞膜辺縁部ではRhoの活性は高いままに保たれていた。そこで、この辺縁部でのRhoの活性化の意義を調べるために、Rhoの優勢劣性変異体を細胞に発現させ、その後EGFで刺激した。すると、Racの活性化は認められるがCdc42の活性化は抑制されること、葉状突起の形成は阻害されないが、ラッフリング形成は阻害されることがわかった。一方、Cdc42の優勢劣性変異体をRacの活性化型とともに発現すると、Rhoの活性が辺縁部でも上昇しなくなったさらに、Cdc42の活性化型変異体を発現させると、針状突起が形成され、そこで高いRhoAの活性が観察できた。これらの結果から、Cdc42とRhoAがpositive feedback loopを形成していること、RhoAの辺縁部でお活性化は、細胞膜のラッフリングに重要であることなどが示唆された。これらの結果は、RhoファミリーG蛋白の活性制御機構が空間的に厳密に制御されていること、RhoファミリーG蛋白内にpositive feedback loopがあることなどを示唆している。今後、これらG蛋白間に介在する蛋白の同定を進める予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Ras binding opens c-Raf to expose the docking site for MEK. (2005)
  • 著者名/発表者名: Terai, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: EMBO Rep. (In press)
• [雑誌論文] Visualizing the signal transduction pathways in living cells with GFP-based FRET probes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Takaya, A., Terai, K., Fujioka, A., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Acta Histochemica et Cytochemica (In press)
• [雑誌論文] A FRET-based probe for epidermal growth factor receptor bound non-covalently to a pair of synthetic amphipathic helixes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Itoh, R.E., Kurokawa, K., Fujioka, A., Sharma, A., Mayer, B.J., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research. (In press)
• [雑誌論文] Local PIP3 accumulation recruits Vav2 and Vav3 to activate Rac1/Cdc42 and initiate neurite outgrowth in nerve growth factor -stimulated PC12 cells. (2005)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Fujikawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell (In press)
• [雑誌論文] Cell type-specific regulation of RhoA activity during cytokinesis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yoshizaki, H., Ohba, Y., Parrini, M.C., Dulyaninova, N.G., Bresnick, A.R., Mochizuki, N., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 44759-44762
• [雑誌論文] Roles played by a subset of integrin signaling molecules in cadherin-based cell-cell adhesion. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., Mazaki, Y., Kurokawa, K., Hanks, S.K., Matsuda, M., Sabe, H.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 283-295
• [雑誌論文] RalA activation at nascent lamellipodia of EGF-stimulated Cos7 cells and migrating MDCK cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Takaya, A., Ohba, Y., Kurokawa, K., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 2549-2557
• [雑誌論文] STAT3 regulates cell polarity during zebrafish convergence and extension through the Wnt-PCP pathway. (2004)
  • 著者名/発表者名: Miyagi, C., Yamashita, S., Ohba, Y., Yoshizaki, H., Matsuda, M., Hirano, T.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 166 ページ: 975-981
• [雑誌論文] Coactivation of Rac1 and Cdc42 at lamellipodia and membrane ruffles induced by epidermal growth factor. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kurokawa, K., Itoh, R.E., Yoshizaki, H., Ohba, Y., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1003-1010
• [雑誌論文] Interferon-alpha induction through Toll-like receptors involves a direct interaction of IRF7 with MyD88 and TRAF6. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kawai, T., Sato, S., Ishii, K.J., Coban, C., Hemmi, H., Yamamoto, M., Terai, K., Matsuda, M., Inoue, J.I., Uematsu, S., Takeuchi, O., Akira, S.
  • 雑誌名: Nat.Immunol. 5 ページ: 1061-1068
• [雑誌論文] A novel dynamin-associating molecule, formin-binding protein 17, induces tubular membrane invaginations and participates in endocytosis. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kamioka, Y., Fukuhara, S., Sawa, H., Nagashima, K., Masuda, M., Matsuda, M., Mochizuki, N.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 40091-40099
• [雑誌論文] A novel role of nectins in inhibition of the E-cadherin-induced activation of Rac and formation of cell-cell adherens junctions. (2004)
  • 著者名/発表者名: Hoshino, T., Shimizu, K., Honda, T., Kawakatsu, T., Fukuyama, T., Nakamura, T., Matsuda, M., Takai, Y.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 15 ページ: 1077-1088
• [雑誌論文] Spatio-temporal regulation of Rac1 and Cdc42 activity during nerve growth factor-induced neurite outgrowth in PC12 cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Aoki, K., Nakamura, T., Matsuda, M.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 279 ページ: 713-719