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細胞膜の張力という膜の物理的性質は、細胞膜の変形を伴う細胞運動、エンドサイトーシス、細胞分裂、極性形成等の動的な生命現象を本質的に制御していると考えられ、近年注目されている。しかしながら、細胞が細胞膜の張力を制御する仕組みは未だ不明である。本研究では、我々が膜張力センサーとして働くことを明らかにしたBARタンパク質に着目して、上皮細胞の膜張力の恒常性が維持される分子機構を明らかにすることを目的としている。前年度の研究により、上皮細胞の細胞膜張力の恒常性維持に関与するBARタンパク質Xを同定した。本年度は、このXによる張力制御機構の解明を試みた。先行研究により、細胞膜張力はERMタンパク質を介した細胞膜とアクチン皮層の接着(membrane-cortex attachment; MCA)により制御されることが分かっている。我々はその上流因子であるRhoAが膜張力をポジティブに制御することを明らかにしている。興味深いことに、同定したXはRacに対するRHOGAPドメインを持っている。RacとRhoAはお互い競合するので、XはRacを不活性化することにより、膜張力を制御する可能性が示唆された。光ピンセットを用いた解析によりRacのノックダウンにより、上皮細胞の細胞膜張力が上昇することが分かった。そこで、XのRHOGAPドメインの変異体を作製し、XがRacの活性を抑制することで細胞膜張力を制御しているか、現在解析している。
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