Regulatory mechanism of calcium signaling in endoplasmic reticulum by novel K+ pump
| Project/Area Number |
20K07258
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
Fujii Takuto 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 助教 (50567980)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | 小胞体 / K+ポンプ / カルシウム / 小胞体ストレス / カリウムポンプ / P型ATPase / Ca2+シグナリング |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、これまで未解明である小胞体から細胞質へのK+汲み出し機構に関与する候補分子として、新たにK+ポンプとして機能することを見出したER-ATPase（仮称）に着目する。ER-ATPaseは、構造からP型ATPaseと推定されるが、これまで発現や生理機能は不明である。ER-ATPaseであれば、濃度勾配に逆らってK+を小胞体から細胞質へ能動輸送することが可能である。本研究は、1)ER-ATPaseの小胞体におけるK+汲み出し機構およびその制御メカニズム、2)小胞体Ca2+シグナリングにおける生理的意義、3)ER-ATPaseの機能破綻による病態発症機構の解明を目的とし、K+ポンプの関与する小胞体Ca2+シグナリング制御機構という新規概念の実証を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
In this study, we examined the physiological function of a membrane transport protein (ER-ATPase) expressed in the endoplasmic reticulum (ER). K+-transport activity in the ER was significantly increased in ER-ATPase-overexpressing cells. ER Ca2+ levels were significantly increased in the ER-ATPase knockdown cells. ER-ATPase knockdown significantly decreased cell proliferation, and the rescue of ER-ATPase expression significantly restored the decreased proliferation. The expression of GRP78, a marker of ER stress, was significantly increased in ER-ATPase-knockdown cells. These results suggest that ER-ATPase functions as an ER K+-pump and is important for ER Ca2+ dynamics.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、小胞体においてK+ポンプとして機能する膜輸送タンパク質ER-ATPase（仮称）を見出し、小胞体Ca2+動態における生理的役割を明らかにした。本成果は、「新規K+ポンプの関与する小胞体Ca2+シグナリング制御機構」という細胞恒常性維持機構の新規概念につながることが期待される。生命活動における小胞体Ca2+シグナリングの重要性から考えて、本研究の学術的意義および多くの研究分野への普遍的波及効果は高い。またER-ATPaseの機能低下が、様々な病態発症に関与する小胞体ストレスを引き起こすことから、今後の研究により新たな病態発症機構が解明されることが期待される。
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Report
(4 results)
Research Products
(37 results)
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[Journal Article] Parkinson's disease-associated ATP13A2/PARK9 functions as a lysosomal H+,K+-ATPase.2023
Author(s)
Takuto Fujii, Shushi Nagamori, Pattama Wiriyasermkul, Shizhou Zheng, Asaka Yago, Takahiro Shimizu, Yoshiaki Tabuchi, Tomoyuki Okumura, Tsutomu Fujii, Hiroshi Takeshima, Hideki Sakai
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Journal Title
Nature communications
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 2174-2174
DOI
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Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Localization and function of Na+,K+-ATPase α3-isoform in the attached and detached cancer cells2022
Author(s)
Takuto Fujii, Mizuki Katoh, Takahiro Shimizu, Shushi Nagamori, Keiichi Koizumi, Junya Fukuoka, Yoshiaki Tabuchi, Akira Sawaguchi, Tomoyuki Okumura, Kazuto Shibuya, Tsutomu Fujii, Hiroshi Takeshima, Hideki Sakai
Organizer
第95回 日本薬理学会大会
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[Presentation] Inhibition of translocation of intracellular Na+,K+-ATPase α3-isoform by cardiac glycosides in cancer cells2022
Author(s)
Takuto Fujii, Mizuki Katoh, Takahiro Shimizu, Shushi Nagamori, Keiichi Koizumi, Junya Fukuoka, Yoshiaki Tabuchi, Akira Sawaguchi, Tomoyuki Okumura, Kazuto Shibuya, Tsutomu Fujii, Hiroshi Takeshima, Hideki Sakai
Organizer
第99回日本生理学会大会
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