Clathrin被覆部位でのHERを基点としたメゾ複雑体の機能解析
計画研究の概要
Clathrin被覆部位は、多種のタンパク質が空間的に制御された状態で局在し、膜受容体のエンドサイトーシスを引き起こすメゾ複雑体である。成長因子の受容体であるHERファミリー（HER1/EGFR, HER2-4）のエンドサイトーシスの遅延は、がん細胞の悪性化と関連しているため、このメゾ複雑体の構成は、生物学だけでなく、医学的にも重要である。本研究では、Clathrin被覆部位でのHERのエンドサイトーシスの遅延メカニズムとその局所的なシグナル伝達を明らかにする。これまで研究代表者は、高密度・多重染色超解像顕微鏡IRISを開発し、クラスリン被覆部位に局在する内在性タンパク質の可視化を行ってきた。その結果、Clathrin被覆部位の縁にEGFRとGrb2の共局在する数十ナノメートルサイズの領域を発見している。このEGFR-Grb2共局在領域は、エンドサイトーシスを遅延させるとClathrin被覆部位の縁に10分間以上存在したことから、エンドサイトーシスの遅延が局所的にシグナル伝達を活性化させている可能性が高い。本研究では、これをHERのホモ・ヘテロダイマーの解析へと発展させる。さらにオプトジェネティックな手法を用いて、局所的にHERのホモ・ヘテロダイマーを形成させ、そこからシグナルの伝播する範囲や種類を調べる。そしてクラスリン被覆部位でのHERを基点とするメゾ複雑体の機能を明らかにする。
主な研究業績
- Kiuchi T, Higuchi M, Takamura A, Maruoka M and Watanabe N, Multitarget super-resolution microscopy with high-density labeling by exchangeable probes., Nature Methods, 12: 743-746, 2015
- Kiuchi T et al., The ErbB4 CYT2 variant protects EGFR from ligand-induced degradation to enhance cancer cell motility., Science Signaling, 7: ra78, 2014
- Higashida C, Kiuchi T et al., F- and G-actin homeostasis regulates mechanosensitive actin nucleation by formins., Nature Cell Biology, 15: 395-405, 2013
- Kiuchi T et al., Measurements of spatiotemporal changes in G-actin concentration reveal its effect on stimulus-induced actin assembly and lamellipodium extension., J. Cell Biol., 193: 365-380, 2011
- Tarcic G, Boguslavsky SK, Wakim J, Kiuchi T et al., An unbiased screen identifies DEP-1 tumor suppressor as a phosphatase controlling EGFR endocytosis., Current Biology, 19: 1788-1798, 2009
- Kiuchi T, Ohashi K, Kurita S, Mizuno K, Cofilin promotes stimulus-induced lamellipodium formation by generating an abundant supply of actin monomers., J. Cell Biol., 177: 465-476, 2007