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発生：SmoothenedのHedgehogシグナル活性はプロテインキナーゼAとカゼインキナーゼIによるリン酸化を必要とする

2004年12月23日 Nature 432, 7020 doi: 10.1038/nature03179

分泌タンパク質のHedgehog（Hh）ファミリーは、動物の発生において細胞の成長やパターン形成を調節している。Hhシグナルは7回膜貫通型タンパク質Smoothened（Smo）を介して伝達されるが、Smoが制御される機構については不明の部分が多かった。本研究では、プロテインキナーゼA(PKA)とカゼインキナーゼI（CKI）がHhに応答して、Smoの細胞表面での集積と活性を調節することを示す。ショウジョウバエDrosophilaの翅原基でPKAあるいはCKIの活性を遮断すると、Hhによって誘導されるSmoの集積が阻害され、シグナル伝達経路の活性が減弱する。これに対して、PKA活性の増大はSmoの集積とシグナル伝達経路活性化を促進する。PKAとCKIはSmoの複数の部位をリン酸化し、充分にリン酸化されないSmoは細胞表面で集積できず、Hhシグナルを伝達できないことがわかった。逆に、リン酸化状態を模倣したSmo変異体は細胞表面で構成的に発現し、シグナル伝達活性が認められる。さらに、Smoの細胞表面での発現の程度と活性は、そのリン酸化レベルと相関していることもわかった。これらの結果は、HhがPKAとCKIによるSmoのリン酸化進行を誘導し、これがSmoの細胞表面濃度とシグナル伝達活性の上昇につながることを示している。

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