膜内切断プロテアーゼによる新奇ペプチド性基質の切断反応から迫る休眠細胞の覚醒機構
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21J15841
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 38020:Applied microbiology-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
横山 達彦 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 膜内切断プロテアーゼ / Small Membrane Protein / Persister / HokB / プロテオーム解析 / 鉄獲得系 / Anti-sigma factor / FecR |
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| Outline of Research at the Start |
膜内切断プロテアーゼは生体膜内部で膜タンパク質を切断するユニークなプロテアーゼの一群である。大腸菌が持つ膜内切断プロテアーゼであるRsePは、未だ不明な細胞機能を持つことが示唆されてきたものの、その実態は不明である。申請者らはRsePが切断する複数の新奇な基質を見出しており、本研究ではその中でも細胞の休眠誘導に関わるHokBの切断に着目し、その切断の生理的な意義の解明を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
膜内切断プロテアーゼは、脂質二重層内部という疎水的な環境でタンパク質を加水分解する。我々は前年度までに、(1)大腸菌が持つ膜内切断プロテアーゼRsePが、複数のSmall Membrane Protein (SMP; 約50 a.a.以下の一回膜貫通タンパク質)を切断しうること、(2)それらSMPのうち、内在性ToxinであるHokBを切断することで、その毒性を中和することを明らかにした。本年度は、染色体由来のRsePが、生理的な環境でSMPを切断可能であることを示し、さらに、HokBの発現に伴う細胞形態の変化や細胞の生存性の低下とそれらに対するRseP発現の効果を調べることで、RsePがHokBの機能を抑制することをより強く実証した。以上の結果をまとめて論文を投稿し、現在リバイズ中である。また、HokBはその細胞毒性を利用して、細胞の休眠（パーシスター化）を促すことが報告されていることから、我々はRsePがHokBの切断を介して、細胞の休眠状態やそこからの覚醒を制御する可能性を考えている。この仮説を検証するため、それらを定量的に評価する系の構築を試みている。まだ安定して細胞の休眠状態を評価できる系は構築できていないが、今後この系を確立し、HokBの誘導する細胞休眠に対してRsePがどのように関与しているかを解析する計画である。
当初の研究計画に加え、我々は前年度までにRsePが切断する新たな基質としてFecRを見出した。FecRは、大腸菌の鉄獲得系の転写制御に関わる一回膜貫通タンパク質である。我々は、FecRが細胞内で多段階の切断を受けることも見出し、本年度はその制御メカニズムの解析も進めた。細胞内におけるFecRの動態を詳細に解析し、1段階目の切断で生じるFecRのC末端側断片が、以降のN末端側断片の連続的切断に重要な役割を果たしていること等を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
