Identification of ARNO-interacting molecules

• Project/Area Number: 18K16239
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 54040:Metabolism and endocrinology-related
• Research Institution: Oita University
• Principal Investigator: 山岡 真美 大分大学, 医学部, 客員研究員 (10783847)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: シグナル伝達 / 糖尿病 / 生体分子 / タンパク質 / 蛋白質 / エンドサイトーシス / インスリン / 膵B細胞 / 膜輸送

Outline of Annual Research Achievements

インスリンは、それを取り囲む小胞膜が細胞膜に融合することで細胞外に放出される。私たちは、これまで未開拓であったインスリン分泌後の過程であるエンドサイトーシスに着目して研究を行い、グルコースがインスリンを放出させるだけでなくエンドサイトーシスを開始させることを明らかにした。さらに、グルコースによって細胞膜に集積したARNOがエンドサイトーシスを制御することを見出した。しかしながら、グルコースとARNOの間のシグナルは不明である。私は最近、ARNOに相互作用する分子として3量体Gタンパク質を同定し、両者が特異的に直接結合することを明らかにした。本研究では、3量体Gタンパク質がエンドサイトーシスを制御するメカニズムを解明する。私たちは本研究が、エンドサイトーシスをターゲットとした新しい糖尿病治療薬の開発の基盤や、糖尿病の病因解明の一助になりうると考えている。
平成31年度は、3量体Gタンパク質によるARNOシグナルの制御を検討した。私たちは、3量体Gタンパク質がARNOの膜集積を制御することを既に見出している。そこで、ARNOの局在を規定するPIP3とその産生PI3キナーゼに及ぼす影響を検討したところ、3量体Gタンパク質の発現抑制によってPI3キナーゼによるPIP3の産生量は減少した。以上の結果より、3量体Gタンパク質がPI3キナーゼを介したARNOの膜集積に関与することが明らかになった。本研究成果は、3量体Gタンパク質の上流に位置する受容体の探索を行う上で非常に有力な知見となる。よって、本年度の研究計画は当初の計画以上に進展している。

Research Products

• [Journal Article] GDP-Bound Rab27a Dissociates from the Endocytic Machinery in a Phosphorylation-Dependent Manner after Insulin Secretion (2019)
  • Author(s): Kimura Toshihide、Yamaoka Mami、Terabayashi Takeshi、Kaibuchi Kozo、Ishikawa Tomohisa、Ishizaki Toshimasa
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 42 Issue: 9 Pages: 1532-1537
  • DOI: 10.1248/bpb.b19-00242
  • NAID: 130007700076
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Year and Date: 2019-09-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] IRR is involved in glucose-induced endocytosis after insulin secretion (2019)
  • Author(s): Yamaoka Mami、Terabayashi Takeshi、Nishioka Tomoki、Kaibuchi Kozo、Ishikawa Tomohisa、Ishizaki Toshimasa、Kimura Toshihide
  • Journal Title: Journal of Pharmacological Sciences Volume: 140 Issue: 3 Pages: 300-304
  • DOI: 10.1016/j.jphs.2019.07.002
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Baicalein disturbs the morphological plasticity and motility of breast adenocarcinoma cells depending on the tumour microenvironment. (2018)
  • Author(s): Terabayashi T., Hanada K., Motani K., Kosako H., Yamaoka M., Kimura T. and Ishizaki T.
  • Journal Title: Genes to Cells Volume: 印刷中 Issue: 6 Pages: 466-479
  • DOI: 10.1111/gtc.12584
  • NAID: 130007811814
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] インスリン分泌後のエンドサイトーシス (2018)
  • Author(s): 木村俊秀、姫野冴美、山岡真美、寺林健、石崎敏理
  • Organizer: 第41回 日本分子生物学会年会
• [Presentation] GDP型Rab27a新規結合タンパク質の同定とエンドサイトーシスの制御 (2018)
  • Author(s): 木村俊秀、姫野冴美、山岡真美、寺林健、石崎敏理
  • Organizer: 第61回 日本糖尿病学会年次学術集会