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低分子量G蛋白質Rhoの標的蛋白質RhoキナーゼとMBSの生理機能の解析

低分子量G蛋白Rho靶蛋白Rho激酶与MBS的生理功能分析

基本信息

批准号：
00J06528
负责人：
深田優子
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-00J06528/
关键词：
低分子量G蛋白質 Rho Rho-キナーゼ CRMP-2 微小管神経軸索チューブリン Numb

项目摘要

神経細胞は軸索と樹状突起という形態的、機能的に異なる2種類の突起を持った極性を有し、樹状突起から信号を入力して軸索から信号を出力する。しかし、いかなる分子機構によって未成熟な突起が軸索あるいは樹状突起へと運命決定づけられるのか不明であった。低分子量GTP結合蛋白質Rhoの標的蛋白質Rho-キナーゼの主要な脳内基質蛋白質として同定されたCollapsin response mediator protein-2(CRMP-2)は発生段階の神経組織に高レベルに発現し、神経細胞では軸索の遠位側に濃縮して存在する。一次培養海馬神経細胞にCRMP-2を高レベルに発現させると、通常1本である軸索が複数形成される。さらに、CRMP-2のドミナントネガティヴ体を発現させると、軸索の形成が阻害されて樹状突起のみを持つ神経細胞が生じる(稲垣ら,Nature Neuroscience,2001)。以上の結果は、CRMP-2が未成熟な突起から軸索への運命決定に必要かつ十分であり、CRMP-2が神経細胞の極性形成および維持に重要な役割を果たすことを示している。申請者はCRMP-2の作用機構を明らかにする目的で、CRMP-2に特異的に結合する分子を網羅的に探索した。アフィニティーカラムクロマトグラフィー法により微小管構成蛋白質であるチューブリンをCRMP-2結合蛋白質として同定した。CRMP-2は重合微小管に結合するよりむしろチューブリンのヘテロ2量体と複合体を形成し、微小管重合を促進して軸索の伸長や分枝を制御していることを明らかにした(Fukata et al., Nat. Cell Biol. 2002)。さらに、Rho-キナーゼによりCRMP-2がリン酸化されるとCRMP-2のチューブリン2量体への結合能が低下することを見出した(投稿準備中)。また、申請者らはYeast two-hybrid法によりCRMP-2結合蛋白質としてNumbを同定した。Notchシグナルの活性化を抑制する神経幹細胞の運命決定因子として知られるNumbは、最近AP-2を介してクラスリン依存性エンドサイトーシスに関与することが報告されている。申請者らは非神経細胞であるVero細胞において、Numbはある限られた領域のエンドサイトーシス構成因子として機能することを見出した。Vero細胞においてCRMP-2のドミナントネガティヴ体はNumbの局在化を阻害し、トランスフェリン受容体のエンドサイトーシスを阻害した。さらに、分化した海馬神経細胞において、Numbが接着因子であるL1の成長円錐におけるエンドサイトーシスを介して、軸索の伸長を制御することを見出した。CRMP-2のドミナントネガティヴ体はL1のエンドサイトーシスを阻害した(投稿準備中)。CRMP-2は微小管だけでなくNumbを介して軸索の伸長を制御するものと考えられる。本年度の研究計画はほぼ達成することができたと考えている。

There are two types of axons and dendrites in the brain, one type of axons and the other type of dendrites. The axons and dendrites are different in shape and function. The axons and dendrites are different in polarity and strength. The molecular structure is immature, the axons are dendritic, and the fate is uncertain. Rho-2(CRMP-2), the target protein of low molecular weight GTP binding protein Rho, is a major intracellular matrix protein and is present at high levels in developing tissues and concentrated on the distal side of axons in neurons. CRMP-2 is highly expressed in hippocampal neurons cultured once, and axons are usually formed in one culture. In addition, CRMP-2 gene expression is inhibited by axonal formation, dendritic processes, and neurogenesis (Neigaki,Nature Neuroscience,2001). These results indicate that CRMP-2 is an immature process essential for axonal fate determination, and CRMP-2 plays an important role in the formation and maintenance of neuronal polarity. Applicants are exploring CRMP-2's mechanism of action, CRMP-2's specific binding mechanism and molecular network. CRMP-2 binding protein is the same as CRMP-2 binding protein CRMP-2 is a complex formed by the combination of overlapping microtubes, promoting the elongation and branching of axons (Fukata et al., Nat. Cell Biol. 2002)。CRMP-2 and CRMP-2 have low binding energy (preparation for submission). CRMP-2 binding protein and Numb binding protein were identified by the Yeast two-hybrid method. Notch cell activation inhibition of the fate of neural stem cell determinants and the recent AP-2 mediated dependence on the role of the gene The applicant shall not be allowed to enter the domain of the Vero cell, but shall be allowed to enter the domain of the Vero cell. Vero cell CRMP-2 is a very sensitive and sensitive receptor for cell growth. In addition, the differentiation of hippocampal neurons, Numb adhesion factors, L1 growth cone, axonal elongation control, were found CRMP-2's development strategy is to prevent damage to L1's development strategy (submission preparation). CRMP-2 is a micro-tube with a number of elements to control the elongation of the shaft. This year's research plan was completed.