MAPK1

MAPK1（ERK2）

MAPK1は、別名ERK2（extracellular signal-regulated kinase 2）としても知られ、細胞内で働く酵素の一種であるプロテインキナーゼです。ヒトにおいては、MAPK1遺伝子の設計情報に基づいて合成されます。

機能

MAPK1は、MAPキナーゼファミリーに属する主要なメンバーです。このファミリーのタンパク質、特にERKとして知られるものは、細胞内外から伝達される様々な生化学的シグナルを受け止め、それらを統合する重要な役割を果たしています。これにより、MAPK1は細胞の増殖、特定の機能への分化、遺伝子の働きを制御する転写調節、さらには生物の発生といった、多岐にわたる重要な細胞プロセスを制御しています。

MAPK1がその機能を発揮するためには、上流に位置する別のキナーゼによるリン酸化を受けることで活性化される必要があります。活性化されたMAPK1は、細胞質から細胞核へと移動し、そこで様々な標的タンパク質をリン酸化することで、遺伝子発現の調節などを介して細胞応答を制御します。

MAPK1遺伝子からは、mRNAのスプライシング（遺伝子情報からタンパク質が作られる過程での情報の切り貼り）の仕方の違いによって、同じタンパク質をコードしながらもUTR（翻訳領域以外の部分）が異なる2種類のバリアントが作られることが報告されています。また、MAPK1タンパク質自体にも、活性や安定性を調節するための複数のリン酸化部位やユビキチン化部位が存在します。

モデル生物を用いた研究

MAPK1の細胞内での役割や生理機能に関する研究は、様々なモデル生物を用いて広く行われています。特に、哺乳類であるマウスを用いた研究は、ヒトでの機能を理解する上で有用な情報を提供しています。

大規模な変異体マウス作製プロジェクトである国際ノックアウトマウスコンソーシアムプログラムの一環として、MAPK1の機能欠失を特定の組織や時期で誘導できるコンディショナルノックアウトマウス（Mapk1tm1a(EUCOMM)Wtsi）が作製され、その解析が進められています。

このコンディショナルノックアウトマウスを用いて、遺伝子の欠失が個体に与える影響を系統的に調べるための標準化された表現型スクリーニングが実施されました。オスとメスのマウスに対して合計27種類の試験が行われた結果、3つの顕著な異常が観察されています。まず、ホモ接合型（両方のMapk1遺伝子が変異型）のマウス胚は妊娠中に確認されず、生後離乳期まで生存する個体は存在しませんでした。これは、MAPK1がマウスの発生過程において生命維持に不可欠であることを強く示唆しています。その他の試験は、ヘテロ接合型（一方のMapk1遺伝子が変異型）の成体マウスに対して行われ、特にオスにおいて血中アミラーゼ濃度が低下していることが観察されました。

さらに詳細な研究として、B細胞特異的にMapk1を欠失させたマウスを用いた解析では、MAPK1がB細胞を介したT細胞依存的な抗体産生に重要な役割を果たしていることが示されました。また、MAPK1に常に活性が高い（優性機能獲得型）変異を持つように改変されたトランスジェニックマウスを用いた研究からは、MAPK1がT細胞の正常な発生プロセスに関与していることが明らかになっています。

発生過程にある大脳皮質の神経前駆細胞（将来神経細胞になる細胞）において、MAPK1の働きを条件付きで停止させた実験からは、大脳皮質の厚さが減少すること、および神経前駆細胞の増殖能力が低下することが確認されました。これは、MAPK1が神経系の正常な発達にも深く関わっていることを示しています。

相互作用

MAPK1は、そのシグナル伝達ネットワークにおいて、多くの特定の因子と相互作用することが示されています。

臨床的意義

MAPK1遺伝子の変異や機能異常は、多くの種類のがんの発生や進行への関与が示唆されており、治療標的としての可能性も研究されています。

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