低分子量Gタンパク質Rabをゲノムワイドで網羅的に解析するツールの開発

2006 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17657067
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 大学院生命科学研究科, 教授 (50311361)
• キーワード: 低分子量G蛋白質 / Rab / Rabエフェクター / 膜輸送 / dominant active / dominant negative / ゲノムワイド / 網羅的解析

研究概要

真核細胞生物の細胞内はさらに膜で包まれたオルガネラにより満たされており、主に膜輸送を介してオルガネラ同士で頻繁に物質のやり取りを行っている。低分子量Gタンパク質Rabファミリーは膜輸送に関与する分子群としては最大のもめで、哺乳動物においては約60種類ものアイソフォームが存在している。各々のRabは特定の膜輸送を制御すると考えられているが、12番以降のRabアイソフォームになるといつどこで何を運ぶのかに関してはほとんど解明されていない。Rabは活性化型固定化(domihant active, DA)変異体あるいは不活性化型固定化(dominant negative, DN)変異体を作成することが出来るため、特走の膜輸送に対する影響を検討することが可能であるが、ある種の受容体が未知のRabにより細胞膜に輸送される場合には、60種類全てのRabクローンに対してDA/DN変異体を作成する必要があり、60種類のうちどのRabが関与するのかを調べることはこれまで不可能であった。このため世界的にRabを綢羅的に解析するツールのニーズが高まってきている。そこで本研究ではマウス及びヒトに存在する60種類のRabを全てクローニングし、これらのRabの機能を網羅的に解析するツーノレ(「Rab bank」)を作成することを目指した。本年度は、これまでに作成したRabの網羅的廨析ツールを利用し、実際に内分泌細胞(PC12細胞)からのホルモン分泌に関わるRabのスクリーニングを行った。その結果、60種類のRabのうちPC12細胞のホルモン顆粒上にはRab3AとRab27Aの二種類のRabが存在し、お互いに協調的にホルモン顆粒の細胞膜へめ繋ぎ止めやホルモンの放出に関与することを明らかにすることができた(J. Cell Scl.(2006)119:2196-2203)。

研究成果

• [雑誌論文] The polybasic sequence in the C2B domain of rabphilin is required for the vesicle docking step in PC12 cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Neurochem. 100 ページ: 770-779
• [雑誌論文] Dvl regulates endo- and exocytotic processes through binding to synaptotagmin. (2007)
  • 著者名/発表者名: Kishida, S., Hamao, K., Inoue, M., Hasegawa, M., Matsuura, Y., Mikoshiba, K., Fukuda, M., Kikuchi, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 12 ページ: 49-61
• [雑誌論文] Versatile roles of R-Ras GAP in neurite formation of PC12 cells and embryonic vascular development. (2007)
  • 著者名/発表者名: Iwashita, S., Kobayashi, K., Kubo, Y., Hinohara, Y., Sezaki, M., Nakamura, K., Suzuki-Migishima, R., Yokoyama, M., Satoh, S., Fukuda.M., Ohba, M., Kato, C., Adachi, E., Song, S.-Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 282 ページ: 3413-3417
• [雑誌論文] Live cell imagingによる細胞活動の可視化解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 坪井貴司, 福田光則
  • 雑誌名: 日本比較内分泌学会ニュース 124(2) ページ: 45-53
• [雑誌論文] Distinct Rab27A binding affinities of Slp2-a and Slac2-a/melanophilin : Hierarchy of Rab27A effectors. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 343 ページ: 666-674
• [雑誌論文] Rab27a regulates epithelial sodium channel (ENaC) activity through synaptotagmin-like protein (SLP-5) and Munc13-4 effector mechanism. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saxena, S.K., Horiuchi, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 344 ページ: 651-657
• [雑誌論文] The Slp4-a linker domain controls exocytosis through interaction with Munc18-1・syntaxin-la complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2101-2112
• [雑誌論文] Rab3A and Rab27A cooperatively regulate the docking step of densecore vesicle exocytosis in PC12 cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tsuboi, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 119 ページ: 2196-2203
• [雑誌論文] Decreased basal mucus secretion by Slp2-a-deficient gastric surface mucous cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Saegusa, C., Tanaka, T., Tani, S., Itohara, S., Mikoshiba, K., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 623-631
• [雑誌論文] Regulation of synaptic transmission by RAB-3 and RAB-27 in Caenorhabditis elegans. (2006)
  • 著者名/発表者名: Mahoney, T.R., Liu, Q., Itoh, T., Luo, S., Hadwiger, G., Vincent, R., Wang, Z.-W., Fukuda, M., Nonet, M.L.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 2617-2625
• [雑誌論文] Chronic olanzapine treatment causes differential expression of genes in frontal cortex of rats as revealed by DNA microarray technique. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fatemi, S.H., Reutiman, T.J., Folsom, T.D., Bell, C., Nos, L., Fried, P., Pearce, D.A., Singh, S., Siderovski, D.P., Willard, F.S., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Neuropsychopharmacol. 343 ページ: 666-674
• [雑誌論文] Screening for target Rabs of TBC (Tre-2/Bub2/Cdc16) domain-containing proteins based on their Rab-binding activity. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Satoh, M., Kanno, E., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Genes Cells 11 ページ: 1023-1037
• [雑誌論文] Neuronal calcium sensor-1 (NCS-1) and PI4Kβ stimulate ERK1/2 signaling by accelerating recycling through endocytic recycling compartment (ERC). (2006)
  • 著者名/発表者名: Kapp-Barnea, Y., Ninio-Many, L., Hirschberg, K., Fukuda, M., Jeromin, A., Sagi-Eisenberg, R.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 17 ページ: 4130-4141
• [雑誌論文] Constitutive GDP/GTP exchange and secretion-dependent GTP hydrolysis activity for Rab27 in platelets. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kondo, H., Shirakawa, R., Higashi, T., Kawato, M., Fukuda, M., Kita, T., Horiuchi, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 28657-28665
• [雑誌論文] Identification of EPI64 as a GTPase-activating protein specific for Rab27A. (2006)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 281 ページ: 31823-31831
• [雑誌論文] Functional involvement of Noc2, a Rab27 effector, in rat parotid acinar cells. (2006)
  • 著者名/発表者名: Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H., Fukuda, M.
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 455 ページ: 127-135
• [雑誌論文] Rab27 and its effectors in secretory granule exocytosis : A novel docking machinery composed of a Rab27・effector complex. (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biochem. Soc. Trans. 11 ページ: 691-695
• [雑誌論文] シナプトタグミンの分子進化 (2006)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 雑誌名: 生体の科学 57(5) ページ: 458-459
• [図書] Molecular Mechanisms of Exocytosis (2006)
  • 著者名/発表者名: Fukuda, M.
  • 総ページ数: 42-61
  • 出版者: The role of synaptotagmin and synaptotagmin-like protein (Slp) in regulated exocytosis.