v-SNAREの翻訳後修飾を介した病原細菌の宿主細胞内生存戦略の解明
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20K07477
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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 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
北尾 公英 (安藤公英) 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 助教 (80462787)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 細菌感染 / レジオネラ / SNARE / ユビキチン / 翻訳後修飾 / 小胞輸送 / エフェクター / 細胞内寄生 / v-SNARE |
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| Outline of Research at the Start |
重篤な肺炎を引き起こす病原細菌レジオネラは、IV型分泌装置を介して多くのエフェクタータンパク質を宿主に輸送し、宿主小胞輸送経路を操作することにより自身の増殖のための液砲（LCV）を築く。LCVの構築には小胞輸送を担う宿主v-SNAREが関与することが知られるが、詳細な機序については分かっていない。申請者はこれまでにv-SNAREタンパク質がレジオネラ感染初期にユビキチン修飾され、感染後期にその修飾が解除（脱ユビキチン化）されることを見出した。本研究では、レジオネラがv-SNAREのユビキチン化を介してどのように宿主の小胞輸送を操作し、増殖環境を確立しているのか、その分子機序を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
病原細菌レジオネラはIV型分泌装置を介して宿主細胞にエフェクタータンパク質を送ることにより宿主小胞輸送を操作し、自身の増殖のための液砲（Legionella Containing Vacuole: LCV）を構築する。レジオネラが食作用により宿主に取り込まれると初期ファゴソームが小胞体（ER）から派生した輸送小胞と膜融合し、成熟したLCVへと変貌を遂げる。その際にER由来のv-SNAREと細胞膜由来のt-SNAREがノンカノニカルなSNARE結合を形成することが知られる。申請者はこの過程における膜融合を司る宿主v-SNAREタンパク質がレジオネラ感染初期にユビキチン修飾され、感染後期にレジオネラエフェクターLotBによってその修飾が解除（脱ユビキチン化）されることを見出した。LotBによるv-SNAREの脱ユビキチン化はノンカノニカルな結合の解離を促し、LCV の成熟化に寄与していることを解明できたが、レジオネラが感染初期にv-SNAREをユビキチン化することの意義やその機序はまだ分かっていない。そこで、本研究では、レジオネラがv-SNAREのユビキチン化を介してどのように宿主の膜融合を操作し、増殖環境を確立しているのかを明らかにするために、レジオネラ感染時においてv-SNAREをユビキチン化する因子の同定とその機能解析を実施した。
これまでに、v-SNAREのユビキチン化を担うユビキチンリガーゼ（LpgX）を同定した。LpgXは真核細胞におけるATP依存的なユビキチン化反応とは全く異なるNAD依存的活性を有し、v-SNAREのセリン残基にユビキチンを付加することを見出した。また、v-SNAREはレジオネラ感染依存的に細胞膜由来t-SNAREと結合しLCV上に集積することが知られるが、LpgXによるv-SNAREのユビキチン化はその集積を促進することが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度は、当初予定していた宿主v-SNAREのユビキチン化残基の同定、v-SNARE上に合成されるユビキチン鎖の構造決定、ならびに、感染時にLCV上に集積したv-SNAREの機能解明を完了することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究期間を通して得られた知見を論文としてまとめ、公表する予定である。
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Report
(3 results)
Research Products
(9 results)
