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Identification of factors regulating a novel pathway in the mammalian Golgi stress response using genome-wide CRISPR screening

Research Project

Project/Area Number 19K16131
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionUniversity of Hyogo

Principal Investigator

Sasaki Kanae  兵庫県立大学, 理学研究科, 助教 (80752427)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsゴルジ体 / ストレス応答 / 糖鎖修飾 / プロテオグリカン / 転写制御
Outline of Research at the Start

ゴルジ体ストレス応答とは、ゴルジ体の処理能力を超える事態に対して、能力を増強することで恒常性を維持する、細胞の生命活動に必須の適応機構である。我々はこれまでに、ゴルジ体ストレス応答の主要な経路の一つであるプロテオグリカン経路の存在を見出し、その分子機構の一部を明らかにしてきたが、全貌は未だ不明である。本研究では哺乳類細胞を用いた新規の遺伝学的スクリーニングによってプロテオグリカン経路の制御因子を網羅的に同定し、経路の全体像を明らかにする。本研究の結果が軟骨形成不全や損傷脊髄再生など、プロテオグリカン産生が関与する様々な疾患に対する治療方法開発に大きく貢献することを期待している。

Outline of Final Research Achievements

The aim of this study is to determine the molecular mechanism of the proteoglycan pathway in the mammalian Golgi stress response that augments the capacity of O-type glycosylation. We identified transcription factors KLF2 and KLF4 as regulators of the proteoglycan pathway. Depending on the Golgi stress, KLF2 and KLF4 were upregulated at the transcription and translation levels. Then, KLF2 and KLF4 bound to the enhancer PGSE and activated it. These results indicated that KLF2 and KLF4 probably regulate gene expression of glycosylation enzymes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゴルジ体ストレス応答の分子機構について、ストレスを感知するセンサーやシグナル伝達因子など、多くの制御因子がまだ未同定である。本研究の成果により、プロテオグリカン経路で機能する転写因子KLF2/4を同定したことで、さらに上流で機能する制御因子を発見する手がかりを得ることができたと考え、学術的に非常に重要な成果であると考えている。本研究からさらに発展してプロテオグリカン経路の全貌を明らかにできれば、軟骨形成不全や損傷脊髄再生など、プロテオグリカン産生が関与する、様々な疾患に対する治療方法開発に大きく貢献できると考えている。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] MGSE Regulates Crosstalk from the Mucin Pathway to the TFE3 Pathway of the Golgi Stress Response2019

    • Author(s)
      Jamaludin Mohamad Ikhwan、Wakabayashi Sadao、Taniguchi Mai、Sasaki Kanae、Komori Ryota、Kawamura Hirotada、Takase Hayataka、Sakamoto Miyu、Yoshida Hiderou
    • Journal Title

      Cell Structure and Function

      Volume: 44 Issue: 2 Pages: 137-151

    • DOI

      10.1247/csf.19009

    • NAID

      130007739021

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Golgi stress response and organelle zones2019

    • Author(s)
      Sasaki Kanae、Yoshida Hiderou
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 593 Issue: 17 Pages: 2330-2340

    • DOI

      10.1002/1873-3468.13554

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Anticancer saponin OSW-1 is a novel class of selective Golgi stress inducer2019

    • Author(s)
      Kimura Mayu、Sasaki Kanae、Fukutani Yosuke、Yoshida Hiderou、Ohsawa Ikuroh、Yohda Masafumi、Sakurai Kaori
    • Journal Title

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      Volume: 29 Issue: 14 Pages: 1732-1736

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2019.05.022

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 抗がん剤OSW-1によるゴルジ体ストレス応答におけるPtdIns transfer protein beta (PITPNB) の機能解析2021

    • Author(s)
      佐々木桂奈江、森下史、足立拓弥、渡部雄斗、若林貞夫、櫻井香里、養王田正文、山地俊之、花田賢太郎、吉田秀郎
    • Organizer
      第73回日本細胞生物学会大会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 抗がん剤OSW-1が引き起こすゴルジ体ストレス依存性細胞死はホスホイノシタイド代謝因子によって制御される2021

    • Author(s)
      佐々木桂奈江、森下史、足立拓弥、渡部雄斗、若林貞夫、櫻井香里、養王田正文、山地俊之、花田賢太郎、吉田秀郎
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] The regulatory mechanism of the mammalian Golgi stress response2020

    • Author(s)
      Kanae Sasaki, Hiderou Yoshida
    • Organizer
      the 2020 Cold Spring Harbor meeting: Protein Homeostasis in Health & Disease
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Regulation of the Golgi stress response augmenting the ability of proteoglycan-type glycosylation2020

    • Author(s)
      Kanae Sasaki, Hiderou Yoshida
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ゴルジ体ストレス応答によるゴルジ体機能ゾーンの増強機構2019

    • Author(s)
      佐々木桂奈江、吉田秀郎
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] プロテオグリカン型糖鎖修飾能力を増強するゴルジ体ストレス応答経路の新規転写制御配列PGSEの同定2019

    • Author(s)
      佐々木桂奈江、小森亮太、島岡晶恵、緑佐智子、山本真由、奥田知穂、田中隆也、坂本美憂、谷口麻衣、若林貞夫、吉田秀郎
    • 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
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 糖鎖修飾を制御するゴルジ体機能ゾーンの増強機構2019

    • Author(s)
      佐々木桂奈江
    • Organizer
      第2回オルガネラ・ゾーン 若手の会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Remarks] 兵庫県立大学大学院生命理学研究科 吉田秀郎研究室

    • URL

      https://sites.google.com/site/hiderouoshidalab2/home

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Remarks] 日本細胞生物学会論文賞(CSF Award)受賞者

    • URL

      http://www.jscb.gr.jp/action/thesis_winners.html

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 兵庫県立大学大学院生命理学研究科 吉田秀郎研究室

    • URL

      https://sites.google.com/site/hiderouoshidalab2/home

    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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