Rasファミリー活性化因子の多様性からのゲノム進化の検討

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Rasスーパーファミリー蛋白質は線虫から哺乳類まで保存されている。とくにRasファミリー分子のRas(let60),Rap1(rrp1)R-Ras(ras2),Ra1(ra1)が存在する。(()は線虫にも存在するRasファミリー分子である。)Ras、Rap, R-Rasは哺乳類では複数の遺伝子が存在しているがグアニンヌクレオチド交換因子は共通である。しかし、進化にともない複数のグアニンヌクレオチド交換因子(GEF)が出現し、触媒ドメインは共通していても制御ドメインが異なることから、高次機能の獲得に制御ドメインの獲得が重要と予想した。今年度はRap1分子が遊走する際の活性化メカニズムについて検討した。遊走には単層培養血管内皮細胞のスクラッチモデルでのwound healig assayとマイクロピペットからのスフィンゴシン1-燐酸による走化性誘導刺激による一方向性遊走を行った。方向が決まった運動ではRap1は細胞膜伸展部位で活性化されることがわかった。これは昨年度までに構築したFRET原理をもとに作製したRap1活性化可視化プローブの検討で明らかにした。細胞の運動には微小管の伸展が必要であるが、Rap1から微小管に局在するRAPLへのシグナルが重要であることを示した。Wound healingでは細胞が基質と接着する際にCrkが膜先端部に移動し、膜先端部でのRap1の活性化がおきていた。ここではCrk-C3G(Rap1のGEF)-Rap1のシグナルがおきていることが予想された。また、この方向性をもった細胞運動でも微小管の伸展を伴うことから、Rap1-RAPLのシグナルが重要であると考えられた。ショウジョウバエの極性にはRap1が不可欠であり、哺乳類でもRap1が極性形成に必要であることから、ハエから哺乳類にいたるまでC3G-Rap1系が極性の形成に重要であることが示唆された。