Rhoファミリ-GTP結合蛋白質の活性変化を生細胞で可視化する

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14780522
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 黒川 量雄 大阪大学, 微生物病研究所, 助手 (40333504)
• Keywords: RhoA / FRET / Rac1 / Cdc42

Research Abstract

研究代表者らは、蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を利用したRhoファミリーG蚕白質モニター分子(Raichu-RhoA,Raichu-Rac,Raichu-Cdc42)を用いて、昨年度、細胞が運動する際にRac1、Cdc42が細胞進行方向で優位に活性化していることを明らかにした。本年度は(1)増殖因子によるRac、Cdc42活性化の経時変化及びその局在と(2)細胞分裂におけるRho、Rac、Cdc42の活性変化について報告した。(1)増殖因子EGFは細胞のアクチン細胞骨格系の再編成を誘導し、ラメリポディアの形成とメンブレンラフリングを誘導する。EGF刺激によって、Rac1はラメリポディアを形成する直前に細胞全体で均一に活性化し、その後、メンブレンラフリングが続いているにもかかわらず、活性が速やかに減少すること、及びCdc42は、Rac1と同様に速やかに活性化されるが、その活性はRac1と異なり細胞辺縁部のメンブレンラフリングの部位でより高いことが明らかになった。さらにCdc42特異的な不活性化因子CdGAP、Cdc42の経路を阻害できるN-Wasp CRIBドメインを用いることによりCdc42の活性化がEGF依存的なラメリポディアの伸展及びラフリングに必要であることを明らかにした。(2)細胞質分裂時において、RhoA、Rac1、Cdc42活性は、M期の開始とともに速やかに低下することが判明した。その後、収縮環の形成にともなってRhoA活性が上昇し始めるが、一方、Rac1、Cdc42の活性は、細胞質分裂が終了するまで減少し続け、分裂完了後、娘細胞が伸展するとともに上昇することを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Kurokawa K, Itoh RE, Yoshizaki H, Ohba Y, Nakamura T, Matsuda M.: "Co-activation of Rac1 and Cdc42 at Lamellipodia and Membrane Ruffles Induced by Epidermal Growth Factor."Mol Biol Cell.. In press. (2004)
• [Publications] Yoshizaki, H., Y.Ohba, K.Kurokawa, R.E.Itoh, T.Nakamura, N.Mochizuki, K.Nagashima, M.Matsuda: "Activity of Rho-family GTPases during cell division as visualized with FRET-based probes."J.Cell Biol.. 162. 223-232 (2003)