筋細胞における細胞骨格分子シンクロナイゼーションによる構造・機能・遺伝子発現連関 -細胞骨格分子シャペロンを鍵因子として-

点击翻译按钮获取中文摘要

細胞内機能発現はタンパク質複合体相互作用による。この機能発現には異なる複合体の時間的シンクロナイゼーションが必須である。外部からの刺激に応答した分子シンクロナイゼーションは、細胞内のホメオスタシスを崩す方向に作用する。ホメオスタシス補修システム担当分子がストレスタンパク質・分子シャペロンである。非ストレス下においても構成的に発現しており、タンパク質システムの維持に貢献している。一方細胞骨格システムは細胞に形態や極性を与えるだけでなく、系自体が動的であり、細胞の揺らぎを積極的に作り出して細胞の活性を維持している。従ってその構成的機能維持には分子シャペロンが必須である。本年度は、分子シャペロンαB-crystallinが、タンパク質の変成の極初期を認識することから、αB-crystallinの動態を生きている状態で観察することからその局在が一致する構造はダイナミックにシンクロナイズされているとの仮説をもち研究を進めてきた。αB-crystallinの発現を増減させた細胞への同分子に対する抗体及び精製タンパク質のインジェクションにより、細胞骨格の動的形態であるラッフル膜構造の存否が観察された。心筋細胞にGFP-αB-crystallinを発現させたところ心筋の拍動とともに動的に横紋を形成した。これは拍動しない細胞での横紋及び熱ショックなどで得られるαB-crystallinのZ線への局在とは異なった。我々はαB-crystallinがtubulinとその重合体である微小管の両方に相互作用して機能することを示してきた、今回拍動している心筋細胞でのαB-crystallinの動的横紋形成の際のターゲットとなる基質がtubulinあるいは微小管であることを直接的に示すことはできなかったが、分化した細胞で少なくともシャペロン分子のダイナミクスが起こっていることを示唆するものであり、世界ではじめての画像の提示及び概念の提示である。心筋細胞におけるターゲット基質分子との局在の一致の是非に関しては今後の課題としたい。