GEFを介した情報統合による興奮系Rasの制御機構とその生理的意義の解明

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細胞運動は細胞内外の様々な情報を統合、処理することで制御される。細胞性粘菌ではこれらの情報がRasに集約することで下流の骨格系が制御され、細胞形態や運動方向が決まる。つまり、Ras活性化の分子メカニズムの理解は重要である。本研究では細胞内外の情報をもとに細胞性粘菌の持つ25種類のRasGEFを使い分けてRasの活性化を制御しているのかを明らかし、それらが最終的なアウトプットである細胞運動に与える影響を調べる。これまでの研究において、25種類のRasGEFの過剰発現株を作製し、Ras-GTPのレポーターであるRBD-RFPを用いたイメージングによる自発的なRasの活性化に関わるRasGEFのスクリーニング手法を確立した。その結果、4種類のGEFがRasの自発的な活性化に関与することが示唆された。本年度は、この4種類のGEFが自発的なRasの活性化と細胞運動にどのように関わるのかを調べた。まず、4種類のRasGEFの各ノックアウト株、ダブルノックアウト株を作製しRasの活性化と運動性を調べた。その結果、1種類のRasGEFを欠損した株においてRas活性の著しい低下と運動性の低下がみられた。このことからこのRasGEFはRasの活性化とそれによる細胞運動の駆動に不可欠であることが示唆された。また、4種類のRasGEFのうち3種類が細胞膜上に局在し、上記のGEFを含む2種類がRas-GTPと共局在し、それぞれがRasの活性化を時空間的に制御していることが明らかになった。一方で、これらのRasGEFは細胞外部からのcAMP刺激に応答したRasの活性化や走化性には関与しないことも明らかになった。今後は、外来情報であるcAMP刺激に依存的にRasを活性化する RasGEFを同定することで、情報統合を行う分子ネットワークの解明が期待される。