Study on the intracellular transsport mechanism of collagens

• Project/Area Number: 18K06214
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Hosokawa Nobuko 京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (00263153)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: コラーゲン / 細胞内輸送 / 小胞体 / ゴルジ装置 / 蛍光タンパク質 / 小胞輸送 / ライブセルイメージング / ライブイメージング / 哺乳類細胞

Outline of Final Research Achievements

Collagen is a large and rigid molecule, and in the present study, we analyzed how such large molecules are transported within the cells. We fused a fluorescent protein with a collagen, and performed live-cell imaging. We found that GFP-collagens are transported from the endoplasmic reticulum to the Golgi apparatus by vesicles. We also analyzed whether these vesicles are different from carriers of conventional cargoes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

コラーゲンはヒトの身体の中で最も多く存在するタンパク質で、細胞外で線維を形成し、骨や皮膚の主要な構成成分となる。細胞内で生合成されたコラーゲンは棒状の大きな分子を形成し、このような分子がどのようにして細胞内で輸送されるかについてはいくつかの機序が提案されて議論されている。今回私たちはコラーゲン分子を可視化して細胞内での輸送経路について検討し、小胞による輸送機構を提唱する。

Research Products

• [Journal Article] SEL1L degradation intermediates stimulate cytosolic aggregation of polyglutamine‐expanded protein (2021)
  • Author(s): Hattori Tokuya、Hanafusa Ken、Wada Ikuo、Hosokawa Nobuko
  • Journal Title: The FEBS Journal Volume: - Issue: 15 Pages: 4637-4654
  • DOI: 10.1111/febs.15761
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Visualization of Procollagen IV Reveals ER-to-Golgi Transport by ERGIC-independent Carriers (2020)
  • Author(s): Yuto Matsui, Yukihiro Hirata, Ikuo Wada, Nobuko Hosokawa
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 45 Issue: 2 Pages: 107-119
  • DOI: 10.1247/csf.20025
  • NAID: 130007879591
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SDF2-like protein 1 (SDF2L1) regulates the endoplasmic reticulum localization and chaperone activity of ERdj3 protein. (2019)
  • Author(s): Hanafusa K, Wada I, Hosokawa N
  • Journal Title: The Journal of biological chemistry Volume: 294 Issue: 50 Pages: 19335-19348
  • DOI: 10.1074/jbc.ra119.009603
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ER-resident protein 46 (ERp46) triggers the mannose-trimming activity of ER degradation-enhancing α-mannosidase-like protein 3 (EDEM3) (2018)
  • Author(s): Yu S, Ito S, Wada I, Hosokawa N
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 293 Issue: 27 Pages: 10663-10674
  • DOI: 10.1074/jbc.ra118.003129
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 小胞体膜タンパク質SEL1L分解産物は細胞質におけるタンパク質凝集体形成に関与する (2020)
  • Author(s): 細川暢子、和田郁夫
  • Organizer: 第72回日本細胞生物学会大会
• [Presentation] Photon counting multiple histograms (PCMH) analysis of the ERdj3-SDF2L1 complex (2020)
  • Author(s): Kuiper BP, Hanafusa K, Hosokawa N, Wada I
  • Organizer: 第43回日本分子生物学会年会
• [Presentation] ライブイメージング法を用いたIII型コラーゲン細胞内輸送メカニズムの解析. (2019)
  • Author(s): 平田幸大、松井優人、和田郁夫、細川暢子
  • Organizer: 第19回日本蛋白質科学会年会、第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
• [Presentation] SDF2L1はERdj3の小胞体局在に必須であり、ERdj3のシャペロン活性を増幅する. (2019)
  • Author(s): 花房賢、細川暢子
  • Organizer: 第19回日本蛋白質科学会年会、第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
• [Presentation] EDEM3による小胞体マンノーストリミング活性はERp46によって制御される. (2018)
  • Author(s): 細川暢子、于尚誉、和田郁夫
  • Organizer: 第91回日本生化学会大会
• [Book] In vitro Mannosidase Assay of EDEMs: ER Degradation-Enhancing alpha-Mannosidase-Like Proteins (N. Hosokawa). In “Lectin Purification and Analysis: Methods and Protocols” (Ed. J. Hirabayashi) (2020)
  • Author(s): Ed. J. Hirabayashi
  • Total Pages: 699
  • Publisher: Springer
  • ISBN: 9781071604298
• [Remarks] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 年報
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/wp-content/uploads/2020/12/%E5%B9%B4%E5%A0%B12019.pdf
• [Remarks] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 再生組織構築部門 細胞機能調節学分野
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/research/lab11/
• [Remarks] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 年報
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/wp-content/uploads/2019/10/db4028a015db3e794cb8e5fa5aa0afb0.pdf
• [Remarks] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 細胞機能調節学分野
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/research/lab11/
• [Remarks] 京都大学 ウイルス・再生医科学研究所 年報
  • URL: https://www.infront.kyoto-u.ac.jp/wp-content/uploads/2018/10/de3d8d76f8175aeefed7eab8deffb749.pdf