「ラメリポディア」の版間の差分

''独立行政法人理化学研究所 脳科学総合研究センター''<br>

</div>

 

　ラメリポディアは、主に移動運動中の細胞周辺縁にみられる、薄い膜状の構造である。網目構造をとった[[アクチン]]フィラメントを含んでおり、このアクチンフィラメントの動態に依存して、伸長・退縮を繰り返す非常に動的な構造である。神経細胞では、移動細胞の先導突起先端部や、[[神経突起]]突出時の[[細胞体]]周辺、および[[成長円錐]]などにみられる。この他、移動中の[[グリア細胞]]や[[wikipedia:JA:白血球|白血球]]、[[wikipedia:JA:線維芽細胞|線維芽細胞]]の先導端にもみることができる。<br>  

　ラメリポディアは分枝したアクチンフィラメントによって形成される網目構造によって支えられており、網目は細胞周辺部側でより密になっている。アクチンフィラメントのプラス端（重合端、反矢じり端、barbed-end）が細胞周辺部を向いており、また、網目構造全体は求心性に移動している（アクチン後方移動）<ref name="ref1"><pubmed> 20192778 </pubmed></ref><ref name="ref2"><pubmed> 16501565 </pubmed></ref>。このため、ラメリポディアの伸長・退縮は、網目構造の構築スピードとアクチン後方移動スピードとのバランスによって決定される。網目構造の構築スピードは、アクチンの重合・脱重合、分枝・脱分枝に、また、アクチン後方移動スピードは、[[ミオシン]]によりアクチン線維が求心性に引っ張られる力と、アクチン線維が形質膜によって押し戻される力に依存する<ref name="ref2" /><ref name="ref3"><pubmed>  13678614 </pubmed></ref><ref name="ref4"><pubmed>  22359556 </pubmed></ref><ref name="ref5"><pubmed> 22500750 </pubmed></ref>。<br>  

 

　アクチンの重合は、単量体アクチンの濃度が高くなるほど促進され、また、プラス端に[[キャッピングタンパク質]]が結合することによってフィラメントの伸長が抑制されることが、in vitroの実験から明らかになっている<ref name="ref1" />。（詳細は[[アクチン]]および[[マイクロフィラメント]]の項参照）細胞においても、ラメリポディアの伸長が単量体アクチンの濃度が高い場合に促進されることが報告されている<ref name="ref6"><pubmed> 21502360 </pubmed></ref>。おもしろいことに、キャッピングタンパク質のノックダウンは、ラメリポディアの形成を阻害する<ref><pubmed> 15294161 </pubmed></ref>。キャッピングタンパク質の機能として、1）アクチンフィラメントの伸長促進（キャッピングタンパク質が結合しないフィラメントに対して、単量体アクチンの量が相対的に増すことにより、重合が促進される）、2）新規フィラメントの形成促進、のふたつのモデルが提唱されている<ref><pubmed> 9217250 </pubmed></ref><ref><pubmed> 18510928 </pubmed></ref>。  

 

 

=== 脱重合と脱分枝&nbsp;  ===

　[[Image:Actin debranching.png|thumb|right|300px|'''図2．脱分枝の模式図'''<br>[[コロニン]]の分枝起始部への結合により、コロニンおよびArp2/3複合体がフィラメントから解離する。さらに、コロニンとの結合を介して[[スリングショット]]が分枝起始部に局在する（図上側）。スリングショット によって活性化された[[ADF]]/[[コフィリン]]によってアクチンフィラメントが切断され、脱分枝が起こる（図下側）。]]アクチンフィラメントは、[[ADF]]/[[コフィリン]]や[[ゲルゾリン]]などによって切断され、マイナス端（脱重合端、矢じり端、pointed-end）から脱重合が起こる。フィラメントに組み込まれたアクチンは、ATP型からADP型となることが知られているが、これらのフィラメント切断分子はADP型アクチンとの親和性が高いため、プラス端から離れた部位で切断が起こりやすいと考えられる<ref><pubmed> 12663865 </pubmed></ref>。また、コフィリンがアクチンフィラメントに結合することによって、そのフィラメントに結合していたArp2/3複合体が解離し、脱分枝が起こるという報告もある<ref><pubmed> 19362000 </pubmed></ref>。コロニンはコータクチンとArp2サブユニットとの結合を競合的に阻害し、Arp2/3複合体のアクチンフィラメントからの解離を促す。Arp2/3複合体解離後、コロニンが代わって分枝起始部に存在し、分枝構造が不安定化する。さらに、コロニンは、ADF/コフィリンを脱リン酸化し活性化するスリングショットとの結合ドメインを有しているため、コロニン結合部位でフィラメントが切断され、結果として脱分枝が起こる<ref name="ref10" /><ref name="ref18"><pubmed> 17350576 </pubmed></ref>。また、アクチン同様、Arp2サブユニットも重合開始に伴ってATP型からADP型に変換される<ref name="ref19"><pubmed> 15094799 </pubmed></ref>。ATP加水分解活性を失うと、分枝形成の効率は変わらないものの、分枝構造の安定化がみられることから、ADP型のArp2を認識する何らかの分子、あるいはリン酸基を失うことによる構造変化によって、脱分枝が促進されると考えられる<ref><pubmed> 16862144 </pubmed></ref>。（図2）

 

=== ADF/コフィリン ===

 

 

=== コータクチン ===

　コータクチンは、[[extracellular regulated kinases]] (ERK) 1/2による[[wikipedia:JA:セリン|セリン]]残基の[[wikipedia:JA:リン酸|リン酸]]化により活性化され、このセリン残基の非リン酸化変異体では、ラメリポディアが不安定化する<ref><pubmed> 21079800 </pubmed></ref>。srcキナーゼによるチロシン残基のリン酸化は、コータクチンの活性を抑制する<ref><pubmed> 9153252 </pubmed></ref>。反発性因子による成長円錐の崩壊に、このsrcキナーゼ依存的なコータクチンリン酸化の関与を示唆する報告がある<ref><pubmed>  15254079 </pubmed></ref>。

=== コロニン ===

　コロニンのArp2/3複合体への結合は、プロテインキナーゼC (PKC) によるリン酸化によって抑制される<ref><pubmed>  16027158 </pubmed></ref>。また、同部位は、スリングショットによる脱リン酸化制御も受ける<ref name="ref18" />。コロニンはスリングショットのアクチンへの結合を媒介するため、コロニンの制御によって、ADF/コフィリンの活性が調節される。実際、コロニンのノックダウンによって、細胞内のリン酸化コフィリン量が増加する<ref name="ref18" />。

 

　ミオシンは、[[ミオシン軽鎖キナーゼ]] (MLCK)や[[Rho-associated coiled coil containing kinase]] (ROCK)などによる[[ミオシン軽鎖]]のリン酸化によって活性化する。ROCKは、[[プロテインフォスファターゼ]] 1を不活化することによっても、ミオシン軽鎖のリン酸化に寄与する<ref><pubmed>  19851336 </pubmed></ref>。反発性因子による成長円錐の崩壊と[[軸索]]の退縮が、MLCKおよびROCKを介したミオシンの活性化に依存するという報告がなされている<ref><pubmed> 16899819 </pubmed></ref><ref><pubmed> 18005226 </pubmed></ref><ref><pubmed> 20569485 </pubmed></ref>。

 

<references />