エンドソーム局在型核酸認識TLRの活性制御機構の解明

• Project/Area Number: 22K07131
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49070:Immunology-related
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 石田 英子 慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 助教 (70563295)
• Project Period (FY): 2022-04-01 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: TLR受容体 / 自然免疫 / クライオ電子顕微鏡 / 構造生物学

Outline of Research at the Start

TLRは病原体の侵入を防ぐとともに生体の恒常性の維持にも深く関与しており、TLRの活性化は時空間的に厳密に制御される必要がある。核酸認識TLRは、膜タンパク質UNC93B1によって免疫反応の場であるエンドソームへと輸送される。近年、UNC93B1はエンドソームにおけるTLRのリガンド輸送体であるSLC29A3およびSLC15A4と協同して核酸認識TLRの機能制御に関与するという知見が得られつつあるが、核酸認識TLRの活性制御機構に関しては未だ不明な点が多い。
本課題は、核酸認識TLR、UNC93B1、SLCトランスポーター間のクロストークの構造基盤を解明することを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

自然免疫受容体Toll-like receptor (TLR) は、微生物の構成成分を認識して免疫反応を引き起こす。TLRは病原体の侵入を防ぐとともに生体の恒常性の維持にも深く関与しており、その活性化は時空間的に厳密に制御される必要がある。UNC93B1は複数回膜貫通型の膜タンパク質であり、主に核酸認識TLRと小胞体膜上で結合し、TLRのリガンド刺激に応じてこれらTLRをエンドソームへと輸送し、機能発現に関与することが知られている。近年、UNC93B1はエンドソームにおいてSolute carrier family (SLC) 29A3およびSLC15A4（それぞれグアノシンとヒスチジンのトランスポーター）と協同して核酸認識TLRの機能制御に関与するという知見が得られつつある。本申請課題では、エンドソームにおける核酸認識TLRの活性制御機構に関して、UNC93B1、およびSLCトランスポーターとのクロストークの構造基盤を解明する。
今年度は、UNC93B1-SLC複合体の試料調製方法の検討を行った。UNC93B1とSLC29A3あるいはSLC15A4を哺乳動物細胞で共発現させ、様々な界面活性剤を用いて可溶化と精製を行った。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

UNC93B1-SLC29A3複合体およびUNC93B1-SLC15A4複合体の試料を得ることに成功したものの、クライオ電顕による構造決定には至らなかった。界面活性剤やナノディスク再構成など、電顕用の試料調製方法の検討を行う必要がある。

Strategy for Future Research Activity

UNC93B1/SLC29A3複合体、UNC93B1/SLC15A4複合体の構造解析を目指す。