細胞環境の変化に応答した核膜孔複合体構成分子の動態に関する研究

核孔复合体组成分子响应细胞环境变化的动力学研究

基本信息

批准号：
17050015
负责人：
宮本洋一
金额：
$ 3.78万
依托单位：
Osaka University
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：
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/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17050015/
关键词：
核タンパク質輸送細胞核核膜孔複合体ヌクレオポリン Importin

项目摘要

本研究は、核移行シグナル受容体として知られるimportin αが、単独で核に移行するという現象を発見したこと(Miyamoto et al., EMBO J., 2002)に端を発する。我々は、それ自身では核に入らないと考えられていたimportin αが単独で核へ移行する能力があり、その移行効率が細胞ごとで明らかに異なることを発見した。このことは、importin αの単独核移行に関与する核膜孔複合体構成分子、ヌクレオポリンが細胞ごとで異なることを示唆している。本研究課題では、単なる物質の通り道として理解されてきた核膜孔複合体が、ヌクレオポリンの存在様式を変えることで多様性をもち、それが細胞機能、特に核輸送や核内イベントに積極的に関与している可能性を検証しようとするものである。我々はこれまで、細胞が酸化ストレスにさらされた際に、細胞質に多く存在するimportin αが核に集積する現象を見出している(Miyamoto et al., J.C.B., 2004)。そして、このストレス応答的な核集積に単独移行活性が関与していることも明らかにしている。そこで、酸化ストレス条件下において、ヌクレオポリンの動的変化が見られるかどうかを、各ヌクレオポリンに特異的な抗体を用いて検討した。その結果、importin αとの結合が報告されているNpap60/Nup50の局在が変化することを見出した。このNpap60のimportin α結合領域をセミインタクトin vitro核輸送系に加えたところ、importin αの単独核移行が阻害された。このことは、Npap60がimportin α単独移行で機能し、かつ酸化ストレスによる核内集積に関与している可能性を示唆している。最近になって、我々は、このNpap60が哺乳類の培養細胞中に少なくとも2種類存在し、両者はimportin αとの結合領域であるN末領域が異なるスプライシングバリアントであることを見出した。今後は、2種類のNpap60がどのようにimportin αと関わっているのかを明らかにしていくとともに、酸化ストレスなど細胞環境の変化に応答してその存在様式が変化することが、核機能、特に核輸送にどのように影響しているかを解明していく。

这项研究始于发现该现象的现象，在这种现象中，进口蛋白α（称为核转运信号受体）仅移至细胞核（Miyamoto等，Embo J.，2002）。我们发现，被认为不单独进入核的Importinα具有单独转移到核的能力，并且其过渡效率在细胞之间明显不同。这表明核孔蛋白是核孔复合物的组成分子，涉及进口蛋白α的唯一核易位，从细胞到细胞之间有所不同。该研究主题试图研究核孔复合物（仅被理解为物质途径）通过改变核孔蛋白的存在方式而多样化的可能性，并且积极参与细胞功能，尤其是核转运和核内事件。我们以前已经发现，当细胞暴露于氧化应激时，在细胞质中丰富的Importinα会积聚在细胞核中（Miyamoto等，J.C.B.，2004）。还揭示了这种应力响应性核积累涉及单个易位活动。因此，使用每个核孔特异性的抗体研究在氧化应激条件下是否可以观察到核孔蛋白的动态变化。结果，我们发现NPAP60/NUP50的定位发生了变化。当将NPAP60的Importinα结合区域添加到半完整的体外核转运系统中时，抑制了进口蛋白α的唯一核易位。这表明NPAP60仅在Importinα中起作用，并且可能由于氧化应激而参与核积累。最近，我们发现在哺乳动物培养的细胞中至少存在两种类型的NPAP60，这两种细胞都是N末端区域中不同的剪接变体，这是与Importinα的结合区域。将来，我们将阐明两种类型的NPAP60如何与Importinα有关，我们还将阐明其存在模式的变化如何响应细胞环境的变化（例如氧化应激）影响核功能，尤其是核转运。