小胞形成制御因子SMAP1,2は細胞外環境の生理機能にどう影響するか

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細胞内小胞輸送は小胞の形成を担う低分子量Gタンパク質のArf(ADP Ribosyaltion Factor)に担われており、我々が新たに見出し解析しているSMAP(Small Arf GAP Protein)1,2はArfの不活性化を引き起こす新規の小胞形成制御因子である。SMAPと細胞外環境との関連を、独自に作成した遺伝子破壊マウスの解析を通じて行った。(1)SMAP2欠損マウスのオスが、精子の頭部形成異常により卵子との受精が行えずに不妊であることを発見した。直接卵子内へ精子を注入すると正常に発生することから、異常は受精、おそらくは先体反応不全によるものと考えられた。SMAP2は精巣の精子以外の精巣内細胞環境を形成する細胞にも発現していることから、SMAP2欠損マウスの静止幹細胞を精子を欠き細胞外環境が正常であることが判明しているW/Wvマウスの精巣へ移植する実験とGFPで標識した正常なマウスの精子幹細胞をSMAP2欠損マウスの精巣へ移植する実験を行い、細胞外環境の異常の有無を検討した。その結果、細胞外環境の異常は見られないことを明らかにした。(2)SMAP1, SMAP2が細胞外環境に関与するのかということを検討し、少なくとも各々の遺伝子は単独では細胞外の環境に関与しているとは考えられない結果を得た。2つの良く似た遺伝子なので、お互いに表現型を相補する可能性が残されるので二重欠損体を作成してその表現型を検討した。驚いたことにSMAP1, SMAP2の両方を欠くマウスは受精後7.5日目から異常を示し、85日目には死亡していることを発見した(図2)。すなわち、SMAP1とSMAP2とはいわゆる合成致死の表現型を示すことを発見した。