キネシンモータータンパク質による後腎間葉分化制御の解明

多様な機能分子の輸送に関わるモーター分子群キネシンスーパーファミリー蛋白(KIFs)のひとつであるKif26bは、そのノックアウトマウスが腎臓欠損という非常に重篤な表現型を示す。胎生期の腎臓においてKif26bは腎臓前駆体細胞である後腎間葉に限局し、後腎間葉から分化した上皮細胞集団で発現が見られない。また、これまでの研究成果から申請者はKf26b結合蛋白質としてE3ユビキチンリガーゼであるNedd4を同定していた。これらのことから、後腎間葉の分化においてNedd4がKif26bの分解を制御している可能性が示唆される。本研究ではNedd4によるKif26bの制御機構と同機構の後腎間葉分化における生理的意義の解明を試みた。申請者はKif26bとNedd4の結合様式について解析を行ない、Kif26bのThr1859とSer1962はCDK2とCDK5によって強くリン酸化を受けること、これらのリン酸化はKif26bとNedd4との結合を促進することを見出した。さらにNedd4はKif26bを直接ユビキチン化し、CDKsによるリン酸化Nedd4によるユビキチン化も促進する。また、微小管重合阻害剤ノコダゾール処理により、Kif26bのリン酸化・ユビキチン化が亢進された。胎生期の腎臓においても内在性のKif26bはリン酸化ならびにユビキチン化を受けており、胎生12.5日目の腎臓においてNedd4をノックダウンするとKif26bの蓄積が起こることも明らかにした。胎生17.5日目のCDK5-/-マウスの腎臓においてKif26bの発現量を検証したが、これは野生型、CDK5+/-マウスと変化はなかった。これらの結果は、胎生期の腎臓においてCDKsやNedd4がKif26bのタンパク質安定性に非常に重要な役割を果たしていることを示している。

多様な機能分子の輸送に関わるモーター分子群キネシンスーパーファミリー蛋白(KIFs)のひとつであるKif26bは、そのノックアウトマウスが腎臓欠損という非常に重篤な表現型を示す。胎生期の腎臓においてKif26bは腎臓前駆体細胞である後腎間葉に限局し、後腎間葉から分化した上皮細胞集団で発現が見られない。また、これまでの研究成果から申請者はKf26b結合蛋白質としてE3ユビキチンリガーゼであるNedd4を同定していた。これらのことから、後腎間葉の分化においてNedd4がKif26bの分解を制御している可能性が示唆される。本研究ではNedd4によるKif26bの制御機構と同機構の後腎間葉分化における生理的意義の解明を試みた。申請者はKif26bとNedd4の結合様式について解析を行ない、Kif26bのThr1859とSer1962はCDK2とCDK5によって強くリン酸化を受けること、これらのリン酸化はKif26bとNedd4との結合を促進することを見出した。さらにNedd4はKif26bを直接ユビキチン化し、CDKsによるリン酸化Nedd4によるユビキチン化も促進する。また、微小管重合阻害剤ノコダゾール処理により、Kif26bのリン酸化・ユビキチン化が亢進された。胎生期の腎臓においても内在性のKif26bはリン酸化ならびにユビキチン化を受けており、胎生12.5日目の腎臓においてNedd4をノックダウンするとKif26bの蓄積が起こることも明らかにした。胎生17.5日目のCDK5-/-マウスの腎臓においてKif26bの発現量を検証したが、これは野生型、CDK5+/-マウスと変化はなかった。これらの結果は、胎生期の腎臓においてCDKsやNedd4がKif26bのタンパク質安定性に非常に重要な役割を果たしていることを示している。