細胞の極性成長および細胞質分裂におけるエキソサイトーシスの役割とその制御機構

胞吐作用在细胞极生长和胞质分裂中的作用及其控制机制

基本信息

批准号：
16044205
负责人：
中野賢太郎
金额：
$ 3.9万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

エキソサイトーシスは、特定の細胞表層領域へ受容体や細胞極性因子を局在化させることで、細胞の時空間的情報を制御する役割を担う。この働きは、細胞の極性成長や分裂に不可欠であると考えられる。このようなエキソサイトーシスの素過程の分子機構を解明するために、本研究では、細胞の形体形成や細胞質分裂のしくみが最もよく分かっている分裂酵母Schizosaccharomyce pombeを研究対象にした。最初に、小胞の輸送の過程を追跡するために、分泌小胞の制御に必須なRab GTPase(Ypt2)の細胞内挙動をエバネッセンス顕微鏡とニポウディスク型共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察した。その結果、細胞の成長端や分裂面などの細胞表層におけるYpt2の運動を捉えることができた。また、Ypt2の局在化には、微小管は不要で、アクチン細胞骨格が不可欠であった。さらに、この輸送系には、アクチン重合タンパク質For3とV型ミオシンMyo4が関わることが分かった。For3の活性はRho GTPaseの制御下にある。そこで、分裂酵母の新規Rho5を同定し、機能解析を行った(研究成果参照)。また、Ypt2の活性制御に関与するGAPを単離した。この遺伝子は細胞増殖に必須ではないが、アクチンケーブルの形成に関与することが分かった。次に、小胞の分泌が特定の領域で生じるしくみを解明するため、細胞極性の維持に必須なPob1とエキソシストの機能について検討した。これらには遺伝学的な正の相関があり、細胞内局在性も部分的に一致した。Pob1のドメイン解析を行った結果、エキソシストの細胞内局在性の制御に必要な領域を同定することに成功した。また、興味深いことにPob1の活性損失により、細胞内のアクチンケーブルが消失することが分かった。この時、細胞内のFor3の局在が散在することから、Pob1には小胞の融合部位と輸送経路をリンクする機能をもつ可能性が示唆された。

胞吐作用通过将受体和细胞极性因子定位在特定的细胞表面区域来控制细胞中的时空信息中起作用。该功能被认为对于细胞的极性生长和分裂至关重要。为了阐明这种基本胞吐作用过程的分子机制，这项研究的重点是裂变酵母酵母菌糖果POMBE，该研究以其细胞形状形成和细胞因子机制而闻名。首先，为了跟踪囊泡转运的过程，使用evanescence显微镜和NIPPO磁盘型共聚焦激光显微镜观察到Rab GTPase（YPT2）的细胞内行为（YPT2）（YPT2）（YPT2）是至关重要的。结果，可以捕获YPT2在细胞表面的运动，例如细胞的生长边缘和分裂表面。此外，YPT2的定位不需要微管，肌动蛋白细胞骨架至关重要。此外，发现肌动蛋白聚合蛋白FOR3和V肌球蛋白肌球蛋白肌球蛋白肌球蛋白肌球蛋白参与该运输系统。 For3的活性在Rho GTPase的控制之下。因此，确定了裂变酵母中的新型Rho5并进行了功能分析（请参见研究结果）。另外，分离了与控制YPT2活性有关的GAP。该基因对于细胞增殖不是必不可少的，而是发现与肌动蛋白电缆的形成有关。接下来，为了阐明囊泡分泌是如何在特定区域发生的，我们研究了POB1和外囊肿的功能，这对于维持细胞极性至关重要。这些是遗传相关的积极的，并部分匹配亚细胞定位。由于对POB1结构域的分析，我们成功地确定了控制外囊肿亚细胞定位所需的区域。有趣的是，发现POB1活性的丧失导致细胞内肌动蛋白电缆的消失。此时，散布了3个细胞内细胞的定位，这表明POB1可能具有连接囊泡融合位点和运输途径的功能。