| Project/Area Number |
22K19262
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | Iwate University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永森 收志 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (90467572)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
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| Keywords | タンパク質細胞内輸送 / タンパク質選別輸送 / タンパク質膜挿入 / ミトコンドリア / 小胞体 / 糖脂質 / MPIase / 細胞内選別輸送 / リポソーム |
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| Outline of Research at the Start |
タンパク質が細胞質で生合成されたのち、それらが機能を発揮する場所に輸送され局在化する。申請者らは、モデル生物大腸菌のタンパク質膜挿入機構を研究し、膜挿入に必須の糖脂質MPIaseを発見した。タンパク質膜挿入機構は基本的にすべての生物で保存されているため、真核生物でもMPIase様の機能をもつ物質が存在する可能性を着想した。本研究では真核生物のMPIaseホモログを同定し、構造機能解析を進める。真核生物MPIaseホモログは、細胞内タンパク質局在化に関する未解明の問題をすべて解決する最後のミッシング・ピースと位置付けられる。
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| Outline of Final Research Achievements |
After proteins are biosynthesized in the cytosol, they are localized where they function. Many proteins insert into organelles or cytoplasmic membranes. This molecular mechanism is conserved in all organisms at a fundamental level. In E. coli, the glycolipid MPIase is essential for membrane insertion. In this study, we demonstrated the presence of MPIase homologues in mitochondria and ER of cells of human origin, and through their purification and structure-function analysis, we aimed to clarify the sorting, transport, and membrane insertion mechanisms of membrane proteins whose localization mechanisms are unknown. We found that mitochondria and ER have unique MPIase homologs, which are involved not only in membrane insertion but also in sorting and transport.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
タンパク質の細胞内局在や膜挿入の分子機構については、様々な手法を用いて精力的に研究されている。特に、タンパク質性の因子については、局在化・選別輸送や膜挿入に関わる因子はすべて同定されていると考えられている。一方、非タンパク質性の因子については、比較的注目されてこなかった。本研究で同定した、オルガネラの各MPIaseホモログは、タンパク質選別輸送・膜挿入といったタンパク質局在化に関する未解明の問題をすべて解決する最後の「ミッシング・ピース」とも位置付けされるものと言える。特に、ミトコンドリアは老化や生活習慣病にも深くかかわるオルガネラであるため、これらの分子機構の解明も進むことが期待される。
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