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STINGを介したI型インターフェロン応答の収束機構の解明

Research Project

Project/Area Number 19J23315
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小川 笑満里  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywordsリソソーム / 自然免疫 / 細胞内膜輸送 / 小胞体 / ゴルジ体 / COPAシンドローム
Outline of Research at the Start

STING経路は、ウイルス感染時、そして自己炎症性疾患や老化においてに細胞質中に露出したDNAに応答してI型インターフェロン等を誘導するシグナル伝達経路である。自己炎症性疾患等においては過剰なSTING経路の活性化を抑制することは重要となる。STINGの活性化機構は明らかとされている一方で、そのシグナル収束の分子機構は全く不明である。私はSTINGの細胞内局在とシグナル収束の関係を解析する中でリソソームへと輸送されてSTINGは分解され、I型IFN産生が収束していることを見出した。
本研究において私は、細胞生物学、遺伝学、生化学的手法を駆使して、STINGの分解機構を明らかにすることを目指す。

Outline of Annual Research Achievements

私は昨年度までに、活性化後のSTINGがリソソームへと輸送されるにつれて分解され、シグナルが収束していることを見出してきた。そして、この分子機構を明らかにするために、STINGの分解に必要な遺伝子のスクリーニングを行い、候補分子を絞り込み、詳細な解析を進めてきた。さらに、超解像度顕微鏡によるSTING分解過程の詳細な観察も進めてきた。
本年度は光-電子相関顕微鏡法(CLEM法)によりSTING分解過程のさらなる観察を進めた。その結果、活性化後のSTINGは既知のオートファジー経路とは異なる新規リソソーム分解経路により分解されていることが強く示唆された。さらにスクリーニングにより同定されたSTING分解に必要な遺伝子を発現抑制した結果、CLEM法により観察されていた活性化後のSTINGの分解過程を抑制することが示された。この結果から、同定された遺伝子のSTING分解過程における詳細な寄与が示唆された。最後に、今回見出した分解経路にはSTINGの活性化後の翻訳後修飾も必要であると考え、これを明らかにすることを試みた。昨年度までにSTINGの活性化前後の相互作用タンパク質解析も実施してきたが、その際に同時に得られていたSTING自身の翻訳後修飾の解析結果を用いた。その結果、STINGの活性化後のユビキチン化が今回見出したリソソーム分解に必要であることが示された。
本研究は新規リソソーム分解経路を介した自然免疫応答の新たな収束機構の存在を示唆した。また、この分解経路はSTINGのみならず、様々なタンパク質の恒常性維持に寄与する機構である可能性が考えられる。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2021 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] A cell-free assay implicates a role of sphingomyelin and cholesterol in STING phosphorylation2021

    • Author(s)
      Takahashi Kanoko、Niki Takahiro、Ogawa Emari、Fumika Kiku、Nishioka Yu、Sawa Masaaki、Arai Hiroyuki、Mukai Kojiro、Taguchi Tomohiko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 11996-11996

    • DOI

      10.1038/s41598-021-91562-z

    • URL

      https://pure.teikyo.jp/en/publications/210a474c-1d45-49fc-8aa4-512caf4cb22e

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Homeostatic regulation of STING by retrograde membrane traffic to the ER2021

    • Author(s)
      Mukai Kojiro、Ogawa Emari、Uematsu Rei、Kuchitsu Yoshihiko、Kiku Fumika、Uemura Takefumi、Waguri Satoshi、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Arai Hiroyuki、Shum Anthony K.、Taguchi Tomohiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 61-61

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20234-9

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 精巣特異的リン脂質 tetrapalmitoyl cardiolipin (TPCL) 合成経路の解析2021

    • Author(s)
      小川笑満里、赤木聡介、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      第63回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 精巣特異的リン脂質 tetrapalmitoyl cardiolipin (TPCL) 合成経路の解析2021

    • Author(s)
      小川笑満里、赤木聡介、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内物質輸送異常によるSTINGの活性化に起因する自己炎症性疾患2020

    • Author(s)
      小川笑満里
    • Organizer
      フォーラム2020 衛生薬学・環境トキシコロジー
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] The binding of TBK1 to STING requires exocytic membrane traffic from the ER2019

    • Author(s)
      Emari Ogawa
    • Organizer
      Cancer theranostics and molecular imaging
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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