Importinαの核内における新たな機能の探索と細胞核ストレス応答

寻找importinα在细胞核和核应激反应中的新功能

• 批准号: 17770161
• 负责人: 宮本 洋一
• 金额: $ 2.3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17770161/
• 关键词: 核輸送; 細胞核; ストレス応答; Importin α

本研究課題は、紫外線照射などのストレスに応じて、通常、細胞質に多く局在する核移行シグナル(Nuclear Localization Signal : NLS)受容体分子importin αが、すみやかに(数分以内に)核集積することを発見したことに端を発する。Importin αはNLSと輸送担体importin βとをつなぐアダプター分子として理解され、NLSを核へ輸送した後は、核内に存在するCAS(exportin 2)と低分子量Gタンパク質Ranとの複合体の形で細胞質に戻されることが分かっている。我々は、主に核に存在するRanがストレスに応じて細胞質に遊出し、結果として核内におけるimportin α/CAS/Ranによる3者複合体の形成効率が低下することでimportin αの核内集積を誘導すうことを明らかにしてきた。さらに最近、我々はこのRanの細胞質遊出が、ストレスによる細胞内ATP量の減少が引き金となって起こることを見出した(Yasuda et al., Exp.Cell Res.,2005)。一旦、核に集積したimportin αは、Ranを過剰に供給しても細胞質に移行せず核に留まる。さらに、核内蓄積したimportin αは、DNaseI処理により遊離してくる(未発表)。これらのことは、ストレス応答的に核内に集積したimportin αがクロマチン様構造体と結合し、ゲノムの修復や機能維持、さらにはストレス応答時の転写調節などクロマチン機能に関わっていることを示唆している。そこで、本研究では、importin αが、ストレスに応じて核内に大量に移行したこと自体が、核内分子との結合を誘発し、機能の発現を導いていると想定して研究を開始した。まず、CASとの結合領域に変異をいれた点変異体を作製し、培養細胞に導入してimportin αを強制的に核内にとどめるシステムを構築した。この細胞よりRNAを抽出し、DNAマイクロアレイを用いて変動する遺伝子を網羅的に探索した結果、発現が2倍以上増加する遺伝子が2種類に対して、減少する遺伝子が60種以上も存在していた。このことは、強制的に核に局在させたimportin αが、転写抑制機構に関与している可能性を示唆している。特に興味深いことに、H2A,H2Bなどヒストンの転写量が顕著に低下していた。今後は、importin αの核内集積がヒストンの転写量減少にどのように関与しているか、そのメカニズムを明らかにしていくことで細胞核におけるストレス応答の分子機構を解明していく。

The research topic of this study is ストレスに応じて, ultraviolet irradiation な <s:1> ストレスに応じて ストレスに応じて, usually, the cytoplasm に has many く localized する Nuclear Localization Signal: NLS) by molecular importin alpha が, let body す み や か に に within (number) nuclear product す る こ と を 発 see し た こ と に end を 発 す る. Importin alpha は NLS と conveying supporter Importin beta と を つ な ぐ ア ダ プ タ ー molecular と し て understand さ れ, NLS を nuclear へ conveying し た に exist within は, nuclear す る CAS (exportin 2) と low molecular weight G タ ン パ ク qualitative Ran と の complex の form で cytoplasm に 戻 さ れ る こ と が points か っ て い る. I 々 は, main に nucleus に す る Ran が ス ト レ ス に 応 じ て cytoplasm に swim out し, results と し て in nuclei に お け る importin alpha/CAS/Ran に よ る 3 person complex の form working rate low が す る こ と で importin alpha の core set product を induced す う こ と を Ming ら か に し て き た. さ ら に recently, I 々 は こ の Ran の cytoplasm swim out が, ス ト レ ス に よ る amount of ATP in the Cell の reduce が lead き gold と な っ て up こ る こ と を shows し た (Yasuda et al., Exp. Cell Res., 2005). Once, nuclear に set product し た importin alpha は, Ran を turning に supply し て も cytoplasm に transitional せ ず nuclear に leave ま る. Youdaoplaceholder0, nuclear accumulation of たimportin α, DNaseI treatment of によ によ free release of <s:1> てくる(not listed). こ れ ら の こ と は, ス ト レ ス 応 within a に nuclear に set product し た importin alpha が ク ロ マ チ ン others constructs と し, ゲ ノ ム の repair や function to maintain, さ ら に は ス ト レ ス 応 answer when の planning write regulating な ど ク ロ マ チ ン function に masato わ っ て い る こ と を in stopping し て い る. そ こ で, this study で は, importin alpha が, ス ト レ ス に 応 じ て in nuclei に large に transitional し た こ と autologous が, nuclear molecular と の combining を 発 lure し, function の 発 now を guide い て い る と scenarios し て research を start し た. ま ず, CAS と に の combining field - different を い れ た point - variant を as し, culture cell に import し て importin alpha を mandatory に intranuclear に と ど め る シ ス テ ム を build し た. こ の cells よ を drew し り RNA, DNA マ イ ク ロ ア レ イ を with い て - move す る posthumous son 伝 を snare に explore し た result, 2 times more raised 発 now が す る heritage 伝 son が 2 kinds に し seaborne て, reduce す る heritage 伝 son が exist more than 60 kinds of も し て い た. こ の こ と は, forced に nuclear に bureau in さ せ た importin alpha が, planning to write inhibit に masato and し て い を る possibility in stopping し て い る. Special interests deep い に こ と に, H2A, H2B な ど ヒ ス ト ン の planning write quantity が 顕 with low に し て い た. Future は, importin alpha の nuclear set product が ヒ ス ト ン の planning to write less に ど の よ う に masato and し て い る か, そ の メ カ ニ ズ ム を Ming ら か に し て い く こ と で nucleus に お け る ス ト レ ス 応 answer の molecular institutions を interpret し て い く.

项目成果

Importin α/β mediates nuclear transport of a mammalian circadian clock component, mCRY2, together with mPER2 through a bipartite nuclear localization signal

Importin α/β 通过二分核定位信号介导哺乳动物生物钟成分 mCRY2 和 mPER2 的核运输

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Biological Chemistry 280
• 作者: Sakakida Y.;et al.
• 通讯作者: et al.

Mechanism of the stress-induced collapse of the Ran distribution.

• DOI: 10.1016/j.yexcr.2005.11.017
• 发表时间: 2006-02
• 期刊: Experimental cell research
• 影响因子: 3.7
• 作者: Yoshinari Yasuda;Y. Miyamoto;T. Saiwaki;Y. Yoneda

Extracellular signal-dependent nuclear import of STAT3 is mediated by various importin αs

STAT3 的细胞外信号依赖性核输入由各种输入蛋白 α 介导

• 发表时间: 2005
• 期刊: Biochemical and Biophysical Research Communications 330
• 作者: Ushijima R.;et al.
• 通讯作者: et al.

Impaired expression of Importin/karyopherin β 1 leads to post-implantation lethality.

Importin/karyopherin β 1 表达受损会导致植入后致死。

• 发表时间: 2006
• 期刊: Biochem Biophys Res Commun. 341
• 作者: Miura;K et al.
• 通讯作者: K et al.