細胞の極性形成における低分子量Gタンパク質の役割と作用機構

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細胞の極性形成には上皮細胞の細胞間接着部位における上下軸方向に生じるものや運動している細胞における前後軸方向に生じるものなどがある。運動している細胞では前後軸方向の極性形成により、運動方向前方に向かって先導端が形成されるが、この先導端形成は細胞の運動において重要である。本年度はRasファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rap1やRhoファミリーに属する低分子量Gタンパク質Rac1、RhoAに着目して、これらの分子が細胞運動時の極性形成において果たす役割と作用機構について検討を行った。細胞をPDGFで刺激すると細胞は刺激方向に向かって運動先導端を形成し、その部位にPDGF受容体、インテグリンおよびネクチン様分子(Necl)-5が集積する。この運動先導端に、活性化したRap1も集積していた。Rap1は、PDGF刺激によってリン酸化されたPDGF受容体に結合するアダプター分子CrkおよびRap1のGDP/GTP交換促進因子C3Gを介して活性化された(Miyata et al.J Cell Sci.2009)。活性化したRap1は先導端において、RacのGDP/GTP交換促進因子Vav2を活性化することによりRac1を活性化すると共に、RhoAのGTPアーゼ活性化因子ARAPを活性化することによりRhoAの活性化を抑制した。PDGF刺激に対する細胞運動には、運動先導端におけるRap1、Rac1、RhoAの周期的な活性化・不活性化のサイクルが重要であった(Miyata et al.J Biol Chem.2009)。