2019 Fiscal Year Research-status Report
選択的スプライシングによるシェディング制御の分子機序と機能的意義
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18K06911
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
白壁 恭子 立命館大学, 生命科学部, 教授 (00345315)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シェディング / 選択的スプライシング / 接着分子 / ADAMファミリー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞表面に埋め込まれた膜タンパク質を膜近傍で切断し、細胞外領域ほぼ全体を可溶化する「シェディング」は、細胞間コミュニケーションを絶対的に制御するプロセシング機構であるが、その制御機構には不明な点が多い。我々はこれまでの研究を通じて免疫グロブリンスーパーファミリーに属する２つの接着分子CADM1とALCAMの、全コード配列の3%にも満たない短い選択的エキソンの有無により、シェディング感受性とシェディング耐性のバリアントが生じることを明らかにしており、この選択的エキソンがコードするアミノ酸配列の解析を通じて、シェディング感受性を規定する分子機構を明らかにしようとしている。
昨年度までにALCAMの選択的エキソンがコードする酸性アミノ酸がシェディング耐性に必要であることを明らかにしていたので、酸性アミノ酸が広くシェディングの阻害に関わっている可能性を検証した。まずシェディング感受性のALCAMの切断部位近傍に酸性アミノ酸を組み込むとシェディング耐性になることを明らかにした。またシェディング耐性のチロシンキナーゼ型受容体ErbB4の酸性アミノ酸を中性アミノ酸に置換するとシェディング感受性になることも明らかにした。これらの結果から細胞外膜近傍の酸性アミノ酸が様々な膜タンパク質をシェディング耐性にしうることが明らかとなった。
一方でALCAMをシェディング耐性にする選択的エキソンをCRISPR/Cas9システムを用いて特異的に欠失した細胞を構築することにも成功した。この細胞では野生型に比べALCAMのシェディングが亢進しており、この選択的エキソンが内在性のALCAMのシェディングを制御していることが強く示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
細胞外領域膜近傍に存在する酸性アミノ酸のシェディング感受性制御における重要性を証明することができた。またALCAMをシェディング耐性にする選択的エキソンをCRISPR/Cas9を用いて欠失させるウイルスベクターを構築できたことは、今後選択的スプライシングを介してALCAMのシェディング感受性を制御する分子機構の機能的意義を解析する上で重要なツールを得ることができたことを意味していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
CADM1とALCAMの選択的スプライシングを介したシェディング感受性制御機構の機能的意義の解析を進めたい。CADM1をシェディング感受性にする選択的エキソンのfloxマウスや、ALCAMをシェディング耐性にする選択的エキソンを標的としたCRISPR/Cas9を用いて解析する。一方で同様に選択的スプライシングによってシェディング感受性が制御される他の膜タンパク質も同定しているので、解析を進めて新しいシェディング感受性制御機構を明らかにしたいと考えている。
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