インテグリンシグナルと脂質ラフトによる細胞分裂軸制御機構の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

哺乳類の接着性培養細胞は、接着する細胞外基質に対して水平に分裂するための制御機構が存在することがが、この制御には、PtdIns(3,4,5)P3が必要であり、インテグリンを介した細胞接着がPtdIns(3,4,5)P3を作るのに必要な酵素であるPI3Kの活性化に必要である。申請者は、この制御に低分子量Gタンパク質の一つCdc42が重要な役割を果たしていることを明らかとした。Cdc42をsiRNAで発現抑制すると、分裂期においてPI3Kの活性化が抑制された。さらに、PAK2がCdc42の下流で機能していることを突き止めた。さらにPAK2が紡錘体配向制御にどのようにして関与しているかを様々な変異体を導入して検討したところ、(1)Cdc42との直接的な相互作用が重要である、(2)PAK2のキナーゼ活性は必要ではない、(3)betaPixと呼ばれるタンバク質と相互作用することが重要である、ことが分かった。さらに、Cdc42-PAK2-betaPixの経路はCdc42-PI3K経路とは独立に機能し、前者が細胞膜表層のアクチン骨格の制御を通して、また後者はPtdIns(3,4,5)P3の生産を通して、星状微小管を制御するダイニンーダイナクチン複合体の局在を制御していることを明らかとした(Mol.Cell Biol.,10,2816-2827(2009))。さらに申請者は、M期におけるアクチンダイナミックスを明らかにするためGFP融合アクチンを作成し、タイムラブス顕微鏡により観察した。その結果、M期の始まりにおいてアクチン繊維の塊が一か所に集積し、その塊が、細胞膜に沿って回転運動することを見出した。この運動の特徴を詳しく調べてみると、等速運動であること、また、運動方向は細胞-細胞外基間接着面に対して水平方向に起こることが分かった。また、この回転運動はCdk1の活性に依存していることを明らかとした。さらに、この新規の現象を分子レベルで解析し、M期の新規アクチンダイナミクスに局在する分子を複数同定し、さらにこの現象に必須であると考えられる分子を同定することに成功している。また、繊維状アクチンの塊内におけるアクチンのターンオーバーをFRAPやphotoconversionといった実験を行い詳細に解析した。