低分子量Ｇタンパク質Ｒａｃ１による遊走細胞の運動方向制御機構の解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23790247
• 研究機関: 三重大学
• 研究代表者: 王 淑杰 三重大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90567926)
• キーワード: 細胞運動 / 形態形成 / 細胞間相互作用

研究概要

遊走細胞における低分子量G蛋白質Rac1による運動方向の制御機構の解明を目指した。
Rac1活性化因子Tiam1の結合蛋白質としてTalinを同定した。Talinは遊走細胞のほぼ全てのフォーカルアドヒージョンに濃縮する一方で、Tiam1は遊走方向前方の比較的大きなフォーカルアドヒージョンに有意に濃縮した。ノックダウン実験を行った結果、TalinとTiam1をノックダウンした細胞では、Rac1の活性化が減弱すること、面積や周長の増加が抑制されることを分かった。フォーカルアドヒージョンの形成と解離が遅延すること、細胞遊走が抑制されることも見出した。ノックダウン細胞群に見られた細胞形態の異常と遊走の阻害はそれぞれの野生型を発現によりレスキューされが、Tiam1結合能を欠いたTalinではレスキューされなかった。Tiam1のフォーカルアドヒージョンへの濃縮にPAR複合体が関与するか否か検討した。細胞をaPKCの阻害剤で処理すると、Tiam1のフォーカルアドヒージョンでの濃縮が半分まで減弱したことに対して、Talinは顕著な変化が見られなかった。また、PAR複合体をノックダウンすると周辺部フォーカルアドヒージョンの変化は僅かであるのに対して、内側のフォーカルアドヒージョンが減弱し、さらにはRac1の活性化が減弱することも見出した。細胞形態の異常はそれぞれの野生型を発現することによりレスキューされが、Tiam1結合能を欠いたPAR3ではレスキューされなかった。さらに、in vitroリン酸化アッセイにより、aPKCが直接Tiam1をリン酸化することを見出した。
これらのことから、aPKCはTiam1をリン酸化することで、Tiam1の構造変化を調節し、フォーカルアドヒージョンへの濃縮を制御し、遊走細胞内の局所的なRac1の活性化や極性形成を担っていることが示唆された。

研究成果

• [雑誌論文] Tiam1 interaction with the PAR complex promotes talin-mediated Rac1 activation during polarized cell migration. (2012)
  • 著者名/発表者名: Wang S, Watanabe T, Matsuzawa K, Katsumi A, Kakeno M, Matsui T, Ye F, Sato K, Murase K, Sugiyama I, Kimura K, Mizoguchi A, Ginsberg MH, Collard JG, Kaibuchi K.
  • 雑誌名: Journal of cell biology 巻: 199 ページ: 331-345
  • DOI: 10.1083/jcb.201202041.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct distribution and localization of Rho-kinase in mouse epithelial, muscle and neural tissues. (2012)
  • 著者名/発表者名: Iizuka M, Kimura K, Wang S, Kato K, Amano M, Kaibuchi K, Mizoguchi A.
  • 雑誌名: Cell Structure Function 巻: 37 ページ: 155-175
  • 査読あり
• [雑誌論文] The inositol 5-phosphatase SHIP2 is an effector of RhoA and is involved in cell polarity and migration. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kato K, Yazawa T, Taki K, Mori K, Wang S, Nishioka T, Hamaguchi T, Itoh T, Takenawa T, Kataoka C, Matsuura Y, Amano M, Murohara T, Kaibuchi K.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell 巻: 23 ページ: 2593-2604
  • DOI: 10.1091/mbc.E11-11-0958.
  • 査読あり