Rho低分子量G蛋白質系による細胞質分裂の制御機構

Rho低分子G蛋白系统对胞质分裂的控制机制

基本信息

批准号：
10213205
负责人：
田中一馬
金额：
$ 43.26万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (B)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

Rho低分子量G蛋白質がアクチン細胞骨格系を介して細胞質分裂を制御していることが知られている。本研究では、出芽酵母を用いて細胞質分裂の制御機構について解析し、以下の成果を得た。Rho familyの一つであるCdc42は、アクチンやセプチンのオーガニゼーションを介して出芽過程を制御するが、この出芽部位はそのまま細胞質分裂部位となる。Cdc42はそのエフェクターであるCla4、Ste20、Bni1、Gic1、Gic2を介して作用を発揮する。これまで、Gic1、Gic2の機能については不明な点が多かった。今回、Gic1、Gic2がCdc42に結合して下流にシグナルを流すわけではなく、Cdc42に直接作用しているらしいことを明らかにした。Gic1、Gic2の変異株は、高温で増殖欠損となるが、これはCdc42の高発現によって抑圧される。さらに、この抑圧はCdc42のエフェクターの変異では解消されない。すなわち、Gic1、Gic2の増殖欠損は、Cdc42そのものに生じている問題によることが明らかとなった。さらに、Gic1、Gic2の変異株では、Cdc42の局在が異常となっていた。このように、私達は、Cdc42のエフェクターの標的がCdc42そのものであるという、全く新しい作用機構を解明した。(投稿準備中)出芽酵母で細胞質分裂などの細胞表層伸長に重要なクラスVミオシン(Myo2)の機能制御について解析した。クラスVミオシンにRab型の低分子量GTPaseが結合することが哺乳動物細胞にて報告されているが、ミオシン機能制御における、その結合の役割は明確ではない。Myo2に結合するRab型低分子量GTPase(Ypt11)を哺乳動物細胞以外で初めて発見し、このミオシンとGTPaseの結合は、進化的に保存された重要なシステムであることを示唆した。遺伝学的解析の結果、Ypt11は、ミトコンドリアの極性分配における正の調節因子であった。また、Myo2のミトコンドリア分配への関与は不明であったが、今回、Myo2がミトコンドリア分配に本質的な機能を有することを明かとした。そして、Ypt11は、Myo2との結合を介してMyo2のミトコンドリア極性分配機能を促進することを明かとした。Myo2の機能制御システムの一端が初めて明らかとなったことから、他のMyo2機能の制御システムの解析も進むものと考える。以上のように本年度も本研究は着実に進めることができた。

众所周知，Rho 低分子量 G 蛋白通过肌动蛋白细胞骨架系统控制胞质分裂。在本研究中，我们利用酿酒酵母分析了胞质分裂的控制机制，并获得了以下结果。 Cdc42是Rho家族的成员，通过肌动蛋白和septin的组织来控制出芽过程，而这个出芽位点直接成为胞质分裂的位点。 Cdc42 通过其效应子 Cla4、Ste20、Bni1、Gic1 和 Gic2 发挥作用。迄今为止，关于Gic1和Gic2的功能还有很多未知之处。这次，我们发现 Gic1 和 Gic2 不与 Cdc42 结合并向下游发送信号，而是似乎直接作用于 Cdc42。 Gic1 和 Gic2 突变体在高温下表现出生长缺陷，这种缺陷被 Cdc42 的高表达所抑制。此外，这种抑制不能通过 Cdc42 效应子的突变来解决。换句话说，很明显Gic1和Gic2的增殖缺陷是由于Cdc42本身发生的问题造成的。此外，Gic1 和 Gic2 突变体中 Cdc42 的定位异常。因此，我们阐明了一种全新的作用机制，其中Cdc42的效应靶点是Cdc42本身。（准备提交）我们分析了酿酒酵母中 V 类肌球蛋白 (Myo2) 的功能调节，这对于细胞表面伸长（例如胞质分裂）很重要。尽管有报道称Rab型低分子量GTPase与哺乳动物细胞中的V类肌球蛋白结合，但这种结合在调节肌球蛋白功能中的作用尚不清楚。我们首次发现了在哺乳动物细胞外与Myo2结合的Rab型低分子量GTP酶（Ypt11），这表明肌球蛋白和GTP酶之间的关联是一个重要的进化保守系统。遗传分析表明，Ypt11 是线粒体极性分布的正调节因子。此外，虽然Myo2参与线粒体分配尚不清楚，但我们现在发现Myo2在线粒体分配中具有重要功能。他们还发现，Ypt11通过与Myo2结合促进Myo2的线粒体极性分配功能。由于Myo2功能控制系统的一部分已首次被揭示，我们相信对其他Myo2功能控制系统的分析将会取得进展。如上所述，今年这项研究也得以稳步推进。