Cdk5の活性制御機構及び機能の解析

サイクリン依存性キナーゼ5(Cdk5)は分裂を停止した神経細胞でのみ活性が検出される特異的なサイクリン依存性キナーゼであり、近年同定された活性化サブユニットであるp35によって主に活性は制御されている。しかし、どのような細胞シグナル伝達経路でp35の発現が制御されているかについてはほとんどわかっていなかった。我々は最近、ラット副腎髄質褐色細胞腫由来細胞株PC12細胞を用いた研究により、ERKが早期応答遺伝子の一つEgr1の発現を介してp35の発現を誘導することを明らかにした。しかし、突起伸長においてCdk5が果たす役割に関しては依然として明らかになっていない。本年度我々は、Cdk5の標的遺伝子のクローニングを目的として、Cdk5とp35をベイトとしたThree-hybrid screeningを行った。しかしながら、これまでのところ、興味深いクローンを得ることができなかった。そこで新たにJNK経路に関する研究を行った。JNKは様々な物理化学的ストレスまたは炎症性サイトカインによって活性化することが知られているMAPキナーゼファミリーの一員である。JNK経路の活性化機構には依然として不明な点も多い。本年度我々は、JNK経路の新規活性化因子としてAKRL1及びAKRL2(Akr1p like 1 and 2)を同定した。AKRL1及びAKRL2はN端に5つのアンキリンリピートとC端に6つの膜貫通ドメインとDHHC型のシステインリッチドメインをもち、分裂酵母のエンドサイトーシスに関わる遺伝子であるAkr1Pとアミノ酸配列上で約30%の相同性を示した。AKRL1及びAKRL2を細胞に発現させると、MAPキナーゼファミリーのうちJNKが特異的に強く活性化した。またAKRL1及びAKRL2はJNKの活性化因子であるMKK4及びMKK7を活性化し、AKRL1及びAKRL2によるJNKの活性化はMAPKKKファミリーの一員であるTAK1のキナーゼネガティブ変異体の共発現によって抑制された。さらにAKRL1及びAKRL2はゴルジ体に局在し、この局在にはC端の膜貫通ドメインが重要であることを示した。そしてAKRL1及びAKRL2によるJNKの活性化には、N端及びC端の膜貫通ドメインが必要であることを示した。

サイクリン依存性キナーゼ5(Cdk5)は分裂を停止した神経細胞でのみ活性が検出される特異的なサイクリン依存性キナーゼであり、近年同定された活性化サブユニットであるp35によって主に活性は制御されている。しかし、どのような細胞シグナル伝達経路でp35の発現が制御されているかについてはほとんどわかっていなかった。我々は最近、ラット副腎髄質褐色細胞腫由来細胞株PC12細胞を用いた研究により、ERKが早期応答遺伝子の一つEgr1の発現を介してp35の発現を誘導することを明らかにした。しかし、突起伸長においてCdk5が果たす役割に関しては依然として明らかになっていない。本年度我々は、Cdk5の標的遺伝子のクローニングを目的として、Cdk5とp35をベイトとしたThree-hybrid screeningを行った。しかしながら、これまでのところ、興味深いクローンを得ることができなかった。そこで新たにJNK経路に関する研究を行った。JNKは様々な物理化学的ストレスまたは炎症性サイトカインによって活性化することが知られているMAPキナーゼファミリーの一員である。JNK経路の活性化機構には依然として不明な点も多い。本年度我々は、JNK経路の新規活性化因子としてAKRL1及びAKRL2(Akr1p like 1 and 2)を同定した。AKRL1及びAKRL2はN端に5つのアンキリンリピートとC端に6つの膜貫通ドメインとDHHC型のシステインリッチドメインをもち、分裂酵母のエンドサイトーシスに関わる遺伝子であるAkr1Pとアミノ酸配列上で約30%の相同性を示した。AKRL1及びAKRL2を細胞に発現させると、MAPキナーゼファミリーのうちJNKが特異的に強く活性化した。またAKRL1及びAKRL2はJNKの活性化因子であるMKK4及びMKK7を活性化し、AKRL1及びAKRL2によるJNKの活性化はMAPKKKファミリーの一員であるTAK1のキナーゼネガティブ変異体の共発現によって抑制された。さらにAKRL1及びAKRL2はゴルジ体に局在し、この局在にはC端の膜貫通ドメインが重要であることを示した。そしてAKRL1及びAKRL2によるJNKの活性化には、N端及びC端の膜貫通ドメインが必要であることを示した。