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The analysis of non-apoptotic caspase activity by TurboID-mediated proximal labeling

Research Project

Project/Area Number 19K16137
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44020:Developmental biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Shinoda Natsuki  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (30838397)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywordsカスパーゼ / 非細胞死性の機能 / TurboID / 近接依存性標識法 / ショウジョウバエ / 細胞死非依存的機能 / 組織サイズ
Outline of Research at the Start

細胞死実行因子として有名なカスパーゼは, 多細胞生物において細胞死を超えてその他多くの生理機能を発揮することが明らかとなってきた. 申請者のこれまでの研究からも, カスパーゼの細胞死非依存的な生理機能として, ショウジョウバエの翅サイズの制御が見出されている. さらに, Caspase-3ファミリータンパク質の細胞文脈に応じた使い分けが細胞死非依存的なカスパーゼの生理応答の新奇分子機構として示唆されている. 本研究では, Caspase-3ファミリータンパク質が細胞死非依存的に関与する細胞プロセス及びその分子機構を理解し, ショウジョウバエ翅サイズを制御する分子機構の解明することを目指す.

Outline of Final Research Achievements

I have previously found that among the Caspase-3 family proteins, Drice and Dcp-1, only Dcp-1 regulates Drosophila wing size in a non-apoptotic manner. In this study, I found that cleavage of Acinus, a substrate specific for Dcp-1, is important for the regulation of wing size. In addition, by using TurboID-mediated proximity labeling, I found that proteins in proximal to Drice and Dcp-1 are different from each other. Furthermore, I found that Drice and Dcp-1 differ in their ability to induce cell death upon overexpression. These results indicate the existence of a mechanism by which Caspase-3 family proteins are used in different ways in both apoptotic and non-apoptotic processes.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞死実行因子として有名なカスパーゼは, 細胞死を超えてその他多くの生理機能を発揮する. しかし, なぜカスパーゼが細胞死を回避しながら, その他の生理機能を発揮することができるのか, その分子機構の理解は未だ不十分である. 本研究から, 同一のアミノ酸配列 (典型的にはDEVD↓G) を切断するCaspase-3ファミリータンパク質DriceとDcp-1の細胞文脈に応じた使い分けが, 細胞死を回避しながら, その他の生理機能の発揮を可能にする分子機構の一端であることが提示された. 提示された概念は, その他のカスパーゼの非細胞死性の機能の分子機構の理解を進めうるものである.

Report

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

    (6 results)

All 2020 2019 Other

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

  • [Journal Article] ROS Regulate Caspase-Dependent Cell Delamination without Apoptosis in the Drosophila Pupal Notum2020

    • Author(s)
      Fujisawa Yuya、Shinoda Natsuki、Chihara Takahiro、Miura Masayuki
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 23 Issue: 8 Pages: 101413-101413

    • DOI

      10.1016/j.isci.2020.101413

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dronc-independent basal executioner caspase activity sustains Drosophila imaginal tissue growth2019

    • Author(s)
      Shinoda N, Hanawa N, Chihara T, Koto A, Miura M
    • Journal Title

      PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA

      Volume: 116 Issue: 41 Pages: 20539-20544

    • DOI

      10.1073/pnas.1904647116

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 細胞死実行カスパーゼの非細胞死性機能に関わる, カスパーゼ周辺微小環境の解析2020

    • Author(s)
      篠田夏樹, 花輪望未, 三浦正幸
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 基礎的な実行カスパーゼ活性はショウジョウバエの翅の成長を促進する2019

    • Author(s)
      篠田夏樹, 花輪望未, 千原崇裕, 古藤日子, 三浦正幸
    • Organizer
      第28回日本CellDeath学会学術集会
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] Dronc-independent basal executioner caspase activity sustains Drosophila imaginal tissue growth2019

    • Author(s)
      Shinoda, N., Hanawa N., Chihara T., Koto A., Miura, M.
    • Organizer
      Non-Apoptotic Roles of Apoptotic Proteins
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 細胞を殺さない基礎的なカスパーゼ活性による器官サイズの制御機構の解明

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/ja/press/z0111_00010.html

    • Related Report
      2019 Research-status Report

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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