一般社団法人
日本細胞生物学会Japan Society for Cell Biology

新着細胞生物学用語集(������������������)

ビンキュリン
【vinculin】
木岡 紀幸
京都大学大学院農学研究科
アクチン繊維と結合し、主に、細胞外マトリックス-細胞間の接着装置である接着斑(focal adhesion)と細胞-細胞間の接着装置であるアドヘレンス・ジャンクション(adherens junction)の両方に存在するタンパク質。ビンキュリンは頭部と尾部およびそれらをつなぐリンカー領域からなっており(図)、尾部にはアクチンが、頭部にはタリン(talin)やαカテニン(α-catenin)が結合する。タリンなどのタンパク質との相互作用を介して、ビンキュリンは接着斑の成熟やその接着強度に貢献している。リンカー領域にも細胞増殖シグナルに関わるビネキシン(vinexin)やインスリンのシグナル伝達に関与するCAP/ポンシン、アクチン重合の核形成因子Arp2/3が結合する。ビンキュリンとアクチンなどの結合タンパク質との親和性は頭部と尾部の分子内相互作用により低く抑えられており、分子内相互作用の解離に伴いその親和性が著しく増大する(活性化)。この活性化の仕組みは現在論争中であるが、複数の結合相手が同時にビンキュリンに作用することが活性化を引き起こすという「組合せモデル」が有力である。また接着斑でのビンキュリン-タリン結合およびアドヘレンス・ジャンクションでのビンキュリン-αカテニン結合が細胞内張力によって調節されることから、ビンキュリンはメカノトランスダクション(mechanotransduction)にも関与していると考えられている。
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タリン
【talin】
辻岡 政経
大阪大学大学院理学研究科
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接着斑と呼ばれる細胞接着構造を構成する分子の一つ。およそ270kDaの大型のタンパク質で、FERMドメインと呼ばれる50kDa程度の球状領域と220kDa程度のロッド状領域からなる。脊椎動物は二つのタリン(talin)遺伝子を持ち、このうちの一方(talin1)について重点的に研究されてきた。接着斑では、接着分子であるインテグリン(integrin)が細胞外基質と結合し、その細胞質側でタリンをはじめ、多様なタンパク質と複合体を形成している(図1)。タリンはα鎖とβ鎖からなるインテグリンのβ鎖に結合して構造変化を引き起こし、接着可能な状態にすると同時にアクチンフィラメントにも結合して両者を繋ぐ。加えてアクチン結合タンパク質ビンキュリン(vinculin)やFAKキナーゼなどのタンパク質とも結合して複合体の核となり、接着斑の成熟、接着斑を介した細胞内外のシグナル伝達、力伝達に重要な役割を果たす。実際、talin1の機能を阻害した細胞は接着に異常を生じる。また、talin1欠損マウスは胚性致死である。近年ではもう一方のタリン(talin2)の解析も着手されており、両者の機能重複が報告される一方、性質の違いや異なる接着斑への局在など、特有の機能も示唆されている。タリンはホヤやショウジョウバエ、線虫、細胞性粘菌などにも広く存在する。なかでも粘菌は、二つのタリンの同時欠損株が単離されている唯一の生物であり、この変異細胞は基質に全く接着できない。さらに、この二つのタリンは粘菌の発生の異なる時期に働いており、タリンの機能の重複と特異性が示唆された最初の例である。
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αカテニン
【a-catenin】
米村 重信
理化学研究所 発生・再生科学総合研究センター (CDB)
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主要な細胞接着分子カドヘリン(cadherin)に対して、βカテニン(β-catenin)とともに複合体を作り、カドヘリンに依存する細胞接着に対して必須な役割を果たすタンパク質。神経系ではαNカテニンという非常に近縁のタンパク質が発現しており、それに対して一般に見られるのはαEカテニンと呼ばれる。カドヘリン接着に関してはアクチン細胞骨格との結合に関わっているという細胞内のデータやアクチン繊維との結合の生化学的データが示されている。一方、カドヘリンカテニン複合体の状態ではアクチン繊維との生化学的な結合は認められず、細胞内でもアクチン繊維結合に対して何らかの制御があると考えられる。カドヘリンを主要な接着分子とするアドへレンス・ジャンクション(adherens junction)において、カドヘリンカテニン複合体が張力を受けた時に、αカテニンはアドへレンス・ジャンクションの主要なアクチン結合タンパク質ビンキュリン(vinculin)と結合するようになる(アドへレンス・ジャンクションを補強する)機能を持ち、メカノトランスダクション(mechanotransduction)を担っているタンパク質の一つである。また、細胞接着以外に細胞の増殖などにも関与している。
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上皮細胞の細胞間接着構造形成
【Development of the epithelial cell-cell junctions and actin cytoskeleton】
鈴木 厚
横浜市立大学大学院医学研究科
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 上皮細胞はその特有の機能を果たす必要性から、細胞周囲を一周取り囲む連続的な接着構造を2種類---密着結合(tight junction)、および接着帯(adherens junction)---を発達させている。これらの接着構造の発達の素過程は、confluentな単層の培養上皮細胞を一部、針等でスクラッチし、その傷が埋まる過程(wound healing)をライブセルイメージングで観察する実験などを通じて研究されてきた。

 これまでに、上皮細胞においても、線維芽細胞にも見られるような点状の接着構造(dot-like adherens junction)が最初に形成され、それが次第に融合し、最終的に2種に分化した連続的な接着構造に発達することが明らかとされている。ただ上皮細胞では、この初期接着構造にE-cadherinだけでなく、将来タイトジャンクションを構成するclaudin, occludin, JAMなどの膜タンパク質がすべてrecruitされてくるという特徴がある。

 この発達過程においては、初期の点状接着構造から細胞内部に伸長するアクチン線維、および、上皮細胞特有にみられる周辺部(peripheral)の環状のアクトミオシン線維の求心性の収縮力が重要な役割を果たしていることが分かっている。さらに、Rho, Rac, alpha-caten、さらには極性制御因子であるPAR-aPKCシステムもこの過程の進行に必須な役割をしている。ただ、いかなる分子機構でこの過程が進行するのかという点については、まだ多くが不明である。
参考文献

細胞生物学用語集

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