蛋白質リン酸化酵素GSK-3を介する細胞運動制御の分子機構

2005 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04J05266
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 麓 勝己 広島大学, 大学院医歯薬学総合研究所, 特別研究員(DC1)
• Keywords: CSK-3 / Bicaudal-D / 中心体 / 微小管 / RNAi / ninein

Research Abstract

本研究ではGSK-3による細胞運動調節機構を分子レベルで明らかすることを目的としている。私はこれまでに、GSK-3結合蛋白質としてBicaudal-D(BICD)を同定し、GSK-3-BICD複合体がGSK-3活性依存的に微小管を中心体に結合し、微小管の空間的配向を制御する可能性を見出した。今年度に得られた知見は下記の通りである。
1)RNA干渉法(RNAi)により細胞内のBICDをノックダウン(KD)した結果、微小管マイナス端が中心体から解離した。またRNAiのターゲット配列対しサイレント変異を導入したBICDをBICD KD細胞に発現させると微小管が再び中心体に結合した。
2)GSK-3によるBICDのリン酸化サイトを同定した。また、そのリン酸化サイトに変異を導入した変異BICDの発現では、BICDのKDによって中心体から解離した微小管を結合することができなかった。
3)GSK-3、BICD1それぞれのKD細胞において、中心体蛋白質の局在を解析した結果、GSK-3 KD細胞においてPCM-1及びnineinの中心体への局在が減弱し、BICD1 KD細胞においてはnineinの局在が減弱した。PCM-1及びnineinは微小管を中心体に結合する機能を持つ蛋白質としてすでに報告されている。またいずれのKD細胞においても微小管の重合に必要な蛋白質(gamma-tubulin)の局在は変化しなかった。
上記の知見より、BICDはGSK-3によるリン酸化依存的に微小管の中心体への結合に関与することが明らかになった。さらにGSK-3-BICD複合体が中心体蛋白質nineinの細胞内局在に関与していることをしていることを明らかにした。またGSK-3はPCM-1の局在も制御することから、BICD以外の結合蛋白質を介し微小管の中心体への結合に関与していることが示唆された。