時間的に制御されるRasの速やかな活性化と不活性化は嗅覚行動に重要である
Temporally-regulated quick activation and inactivation of Ras is important for olfactory behaviour
2012年7月9日 Scientific Reports 2 : 500 doi: 10.1038/srep00500
環境からの刺激に対する応答は、さまざまなシグナル伝達タンパク質の活性化と不活性化によって媒介される。しかしながら、生きている動物におけるこれらの事象の時間的動態はあまり理解されていない。今回我々は、生きている線虫（Caenorhabditis elegans）において、MAPキナーゼ経路の重要な調節因子であるRasの活性変化のリアルタイムイメージングを行い、Rasが匂い物質の濃度の上昇に応答して嗅覚神経で数秒以内に一時的に活性化されることを明らかにした。このRasの素早い活性化は、嗅覚シグナル伝達経路およびRasグアニルヌクレオチド放出タンパク質（RasGRP）に依存している。Rasは活性化後、その匂い物質が継続的に存在するにもかかわらず、負のフィードバックループによって迅速に不活性化する。Ras変異体の表現型から、このRasの迅速な活性化と不活性化は、介在神経の活性制御と嗅覚行動に重要であることが示唆された。我々の結果により、嗅覚系におけるRasの一時的活性化の新規の動態と生物学的意義が明らかとなった。
魚住 隆行1*, 広津 崇亮1*,吉田 和史2, 山田 龍司1, 鈴木 暁也1, 谷口 群1, 飯野 雄一2 & 石原 健1
- 九州大学大学院 理学研究院 生物科学部門
- 東京大学大学院理学系研究科 生物化学専攻
*本研究は、魚住 隆行、広津 崇亮の2研究者が同等に貢献した成果として論文発表しています。
Responses to environmental stimuli are mediated by the activation and inactivation of various signalling proteins. However, the temporal dynamics of these events in living animals are not well understood. Here we show real-time imaging of the activity of the key regulator of the MAP kinase pathway, Ras, in living Caenorhabditis elegans and that Ras is transiently activated within a few seconds in olfactory neurons in response to increase in the concentration of odorants. This fast activation of Ras is dependent on the olfactory signalling pathway and Ras guanyl nucleotide-releasing protein (RasGRP). A negative feedback loop then quickly leads to Ras inactivation despite the continued presence of the odorant. Phenotypes of Ras mutants suggest this rapid activation and inactivation of Ras is important for regulation of interneuron activities and olfactory behaviours. Our results reveal novel kinetics and biological implication of transient activation of Ras in olfactory systems.
