細胞膜タンパク質のオリゴマー形成制御法の開発とシンデカンの機能解析

シンデカンは、数多くのリガンド分子に広く応答し、様々なシグナル伝達・細胞機能に関与する細胞膜受容体である。しかし、その機能発現がどのようにして精密に制御されているのかは未だ不明である。本研究では、シンデカンのオリゴマー形成能に注目し、ファミリー分子間の会合状態によって下流のシグナル伝達が制御されている可能性を検証する。初年度は、シンデカンの機能評価に必要となるsyndecan1-4欠損株のうち、syndecan4欠損細胞株の作製を行った。CRISPR/Cas9システムを利用して、syndecan4のexon1あるいはexon2内の配列をターゲットとした遺伝子改変を行った。この細胞集団からsyndecan4発現量の低下したクローンを単離しており（100クローン程度）、現在詳細な機能解析を開始している。また、これと平行して、膜タンパク質の会合状態を人工的に制御する新規手法の開発を目指して実験を進めた。具体的にはダイマー形成ペプチドとして、ロイシンジッパーモチーフ由来の人工ペプチドやカルモジュリン由来のヘリックスペプチドがダイマーを選択的に形成することを確認した。今後、上記の欠損株およびダイマー形成ペプチドモチーフを用い、シンデカンのホモ・ヘテロダイマー形成を精密に制御し、会合状態-機能相関の解明を目的に実験を進めて行くことを予定している。

シンデカンは、数多くのリガンド分子に広く応答し、様々なシグナル伝達・細胞機能に関与する細胞膜受容体である。しかし、その機能発現がどのようにして精密に制御されているのかは未だ不明である。本研究では、シンデカンのオリゴマー形成能に注目し、ファミリー分子間の会合状態によって下流のシグナル伝達が制御されている可能性を検証する。初年度は、シンデカンの機能評価に必要となるsyndecan1-4欠損株のうち、syndecan4欠損細胞株の作製を行った。CRISPR/Cas9システムを利用して、syndecan4のexon1あるいはexon2内の配列をターゲットとした遺伝子改変を行った。この細胞集団からsyndecan4発現量の低下したクローンを単離しており（100クローン程度）、現在詳細な機能解析を開始している。また、これと平行して、膜タンパク質の会合状態を人工的に制御する新規手法の開発を目指して実験を進めた。具体的にはダイマー形成ペプチドとして、ロイシンジッパーモチーフ由来の人工ペプチドやカルモジュリン由来のヘリックスペプチドがダイマーを選択的に形成することを確認した。今後、上記の欠損株およびダイマー形成ペプチドモチーフを用い、シンデカンのホモ・ヘテロダイマー形成を精密に制御し、会合状態-機能相関の解明を目的に実験を進めて行くことを予定している。