Analysis of the molecular mechanism how cells monitor the duration of ERK activity

細胞は外部からのシグナルによって増殖/分化する。成長因子など細胞外からのシグナルは、細胞膜上の受容体によって認識され、細胞内シグナル伝達経路を介して核に伝達される。その結果、様々な遺伝子の発現を生じ、細胞は適切な応答を引き起こすことができる。主要なシグナル伝達経路のひとつにERK MAPキナーゼ経路が存在し、細胞応答に重要な役割を果たしていることが知られている。また、我々を含め最近の研究から、ERKの活性化のON/OFF のみならず活性化時間が細胞の応答に重要であることがわかってきた。我々はほ乳類培養細胞やアフリカツメガエル初期胚を用い、細胞がどのようにERK の活性化時間をモニターしているのか解析を行った。その結果、ネガティブフィードバック因子SproutyがERKの活性化時間をコントロールし、アフリカツメガエル初期胚中胚葉形成時、背腹軸形成に重要な役割を果たしていることを明らかにした。また初期胚において、転写因子XFosが自身の安定性をもとにERK の活性化時間をモニターしていることを明らかにした。XFosはERKによってリン酸化されると安定に存在し、アフリカツメガエル初期胚背側領域においてオーガナイザー遺伝子Chordinの発現に寄与していた。

細胞は外部からのシグナルによって増殖/分化する。成長因子など細胞外からのシグナルは、細胞膜上の受容体によって認識され、細胞内シグナル伝達経路を介して核に伝達される。その結果、様々な遺伝子の発現を生じ、細胞は適切な応答を引き起こすことができる。主要なシグナル伝達経路のひとつにERK MAPキナーゼ経路が存在し、細胞応答に重要な役割を果たしていることが知られている。また、我々を含め最近の研究から、ERKの活性化のON/OFF のみならず活性化時間が細胞の応答に重要であることがわかってきた。我々はほ乳類培養細胞やアフリカツメガエル初期胚を用い、細胞がどのようにERK の活性化時間をモニターしているのか解析を行った。その結果、ネガティブフィードバック因子SproutyがERKの活性化時間をコントロールし、アフリカツメガエル初期胚中胚葉形成時、背腹軸形成に重要な役割を果たしていることを明らかにした。また初期胚において、転写因子XFosが自身の安定性をもとにERK の活性化時間をモニターしていることを明らかにした。XFosはERKによってリン酸化されると安定に存在し、アフリカツメガエル初期胚背側領域においてオーガナイザー遺伝子Chordinの発現に寄与していた。