形態形成運動における三量体G蛋白質シグナルの調節機構

三聚体G蛋白信号在形态发生运动中的调控机制

基本信息

批准号：
20054021
负责人：
布施直之
金额：
$ 3.2万
依托单位：
Kyoto 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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

発生過程において、細胞は集団となってダイナミックに形を変え移動する。細胞運動の時空間制御に、三量体G蛋白質(G蛋白質)を介したシグナル伝達は重要な役割を果たしている。G蛋白質を介したシグナル伝逹はGPCRキナーゼ(GRK)などの多数の因子によって巧妙に調節されているが、シグナルの調節機構が形態形成運動にどのような役割をもつのか、わかっていない。本研究は、ショウジョウバエの原腸陥入をモデルに、形態形成におけるG蛋白質シグナルの調節機構の役割を明らかにすることを目的とする。私は、GRKの1つであるGprk2が原腸陥入に必須であることを見いだした。Gprk2の分子機能を解析することによって、形態形成におけるG蛋白質シグナルの調節機構を明らかにする。Gprk2変異胚では、リガンドFogが制御するアピカル収縮の領域が広がっていた。FogとGprk2の2重変異がFog単独変異と同じ表現型を示すことから、Gprk2変異の表現型は異常なFogシグナルガ原因であることが示された。フランスのグループとの共同研究から、Fogのレセプターを同定し、Pogと名付けた。培養細胞を使った実験からGprk2はPogをリン酸化した。Gprk2のキナーゼ活性部位の1アミノ酸置換(K338R)は、Posをリン酸化する活性を失った。Gprk2変異胚における原腸陥入の異常は、野生型Gprk2によって救済されたが、(K338R)変異Gprk2によって救済されなかった。これらの結果は、Gprk2のキナーゼ活性が原腸陥入に必須であることを示すとともに、Gprk2によるPogのリン酸化がFogシグナルを調節し、細胞運動を時空間レベルで制御することが示唆された。今後、細胞運動におけるPogのリン酸化の影響を調べ、Gprk2の分子機能と役割の詳細を明らかにする。

在发育过程中，细胞动态地改变形状并作为一个整体移动。通过三聚体 G 蛋白（G 蛋白）的信号转导在细胞运动的时空控制中发挥着重要作用。通过 G 蛋白的信号传递受到 GPCR 激酶 (GRK) 等许多因素的精细调节，但尚不清楚信号调节机制在形态发生运动中发挥什么作用。本研究的目的是以果蝇原肠胚形成为模型，阐明G蛋白信号在形态发生中的调节机制。我发现 GRK2（Gprk2）对于原肠胚形成至关重要。通过分析Gprk2的分子功能，我们将阐明G蛋白信号在形态发生过程中的调控机制。在 Gprk2 突变胚胎中，由配体 Fog 控制的顶端收缩区域扩大。 Fog和Gprk2的双突变表现出与单Fog突变相同的表型，表明Gprk2突变表型是由Fog信号异常引起的。通过与法国研究小组的联合研究，我们鉴定出了一种 Fog 受体，并将其命名为 Pog。使用培养细胞的实验表明，Gprk2 磷酸化 Pog。 Gprk2 激酶活性位点中的单个氨基酸取代 (K338R) 消除了磷酸化 Pos 的活性。 Gprk2 突变体胚胎中原肠胚形成的缺陷被野生型 Gprk2 挽救，但 (K338R) 突变体 Gprk2 不能挽救。这些结果表明 Gprk2 的激酶活性对于原肠胚形成至关重要，并表明 Gprk2 对 Pog 的磷酸化可在时空水平上调节 Fog 信号并控制细胞运动。今后我们将研究Pog磷酸化对细胞运动的影响，并阐明Gprk2的分子功能和作用细节。