ＧＰＩアンカーによるタンパク質選別輸送の制御機構の解明

• Project/Area Number: 23687017
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 藤田 盛久 大阪大学, 微生物病研究所, 助教 (30532056)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2014)
• Budget Amount: ¥27,300,000 (Direct Cost: ¥21,000,000、Indirect Cost: ¥6,300,000); Fiscal Year 2014: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2013: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2012: ¥7,150,000 (Direct Cost: ¥5,500,000、Indirect Cost: ¥1,650,000); Fiscal Year 2011: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: 糖鎖 / 糖脂質 / GPIアンカー / GPIアンカー型タンパク質 / 翻訳後修飾 / 細胞内輸送

Research Abstract

昨年度までに、GPIアンカー型レポータータンパク質の細胞表面発現が低下するC41変異株について、責任遺伝子の同定を行い、ドリコールリン酸マンノース利用に関わる遺伝子MPDU1が責任遺伝子であることを明らかにした。さらに、GPIマンノース転移酵素遺伝子の一つであるPIGVによってもC41の一部の表現型が回復した。今年度はさらにこの理由について解析を行い、PIGVが3つのGPIマンノース転移酵素のうち、基質であるドリコールリン酸マンノースの制限下において、律速段階となっていることを示した（Hirata et al (2013) J. Biochem.）。また、半数体細胞と遺伝子トラップ法を利用したGPIアンカー型タンパク質の輸送変異細胞群の取得を行い、変異細胞群から遺伝子変異部位の同定を網羅的に行った。その結果、GARPコンプレックスと呼ばれる４つの因子のうち、VPS51、VPS52、VPS54の３つの遺伝子上にトラップベクターが有意に挿入されていることがわかった。GARPコンプレックスはエンドソーム由来の輸送小胞をトランスゴルジネットワーク（TGN）に融合させる際に必要なtethering factorである。これらの遺伝子について、RNAiによるノックダウン、さらにCRISPR/Cas9によるノックアウトを行い、タンパク質順行輸送の遅延、特にゴルジ体から細胞膜への輸送遅延を引き起こすことを確認した。これらの結果より、エンドソーム-TGNの逆行輸送阻害がTGN-細胞膜の順行輸送に影響を与えることを明らかにした。
高発現によってGPIアンカー型タンパク質を細胞膜から遊離させる機能未知遺伝子についても解析を行い、GPIアンカーを切断する新規な酵素遺伝子であることを明らかにしつつある。ノックアウトマウスの作製を行い、胎生致死を示すことが分かった。

Current Status of Research Progress

Reason

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Glycosylphosphatidylinositol mannosyltransferase II is the rate-limiting enzyme in glycosylphosphatidylinositol biosynthesis under limited dolichol-phosphate mannose availability (2013)
  • Author(s): Hirata, T., M. Fujita, N. Kanzawa, Y. Murakami, Y. Maeda and T. Kinoshita
  • Journal Title: J. Bio chem Volume: 154 Issue: 3 Pages: 257-264
  • DOI: 10.1093/jb/mvt045
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GPIアンカー型タンパク質の生合成・リモデリング機構 (2013)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Journal Title: 生化学 Volume: 85 Pages: 985-995
  • NAID: 40019893902
• [Journal Article] Transport of glycosylphosphatidylinositol-anchored proteins from the endoplasmic reticulum (2013)
  • Author(s): Kinoshita, T., Y. Maeda and M. Fujita
  • Journal Title: Biochim. Biophys. Acta - Mol. Cell Res Volume: 1833 Issue: 11 Pages: 2473-2478
  • DOI: 10.1016/j.bbamcr.2013.01.027
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Potential Roles of GPI-Anchor Remodeling in Protein Trafficking and Raft Association in Mammalian Cells (2012)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Journal Title: Trends in Glycoscience and Glycotechnology Volume: 24 Issue: 140 Pages: 244-257
  • DOI: 10.4052/tigg.24.244
  • NAID: 10031146677
  • ISSN: 0915-7352, 1883-2113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] GPI-anchor remodeling : Potential functions of GPI-anchors in intracellular trafficking and membrane dynamics (2012)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Journal Title: Biochimica et Biophysica Acta-Molecular and Cell Biology of Lipids Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sorting of GPI-anchored proteins into ER exit sites by p24 proteins is dependent on remodeled GPI (2011)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 194 Pages: 61-75
  • Peer Reviewed
• [Presentation] GPIアンカー生合成に関与する遺伝子群の解析 (2013)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Organizer: 第86回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Invited
• [Presentation] Global analysis of genes required for GPI biosynthesis in mammalian cells (2013)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Organizer: Wuxi International Glycoforum
  • Place of Presentation: Wuxi, China
  • Invited
• [Presentation] GPIアンカー型タンパク質の切断に関与する新規酵素の機能解析 (2012)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Organizer: 第31回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島市民文化ホール
• [Presentation] Shedding of GPI-anchored proteins by a novel GPI-cleaving enzyme (2012)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Organizer: Joint meeting of the Society for Glycobiology and the American Society for Matrix Biology
  • Place of Presentation: San Diego, USA
• [Presentation] 構造変化と切断によるGPIアンカー型タンパク質の機能調節 (2012)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場、他
  • Invited
• [Presentation] GPIアンカータンパク質の輸送異常細胞株の樹立と解析 (2012)
  • Author(s): 平田哲也
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場、他
• [Presentation] Structural remodeling of GPI-anchored proteins is critical for their sorting to ER-exit sites by p24 family proteins (2011)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Organizer: 第30回内藤コンファレンス
  • Place of Presentation: 札幌市(北海道)
• [Presentation] GPIの構造変化と積荷受容体p24によるGPIアンカー型タンパク質輸送の制御 (2011)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Organizer: 第30回日本糖質学会年会
  • Place of Presentation: 長岡市(新潟県)
• [Presentation] Structural remodeling of GPI-anchored proteins is critical for their sorting to ER-exit sites by p24 family proteins (2011)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Organizer: 21th International symposium on glycoconjugates
  • Place of Presentation: Vienna (Austria)
• [Presentation] p24ファミリータンパク質は、リモデリングされたGPIアンカーに結合し、輸送小胞へ組み込む積荷受容体である (2011)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都市(京都府)
• [Presentation] Functional Roles of GPI-anchors in protein trafficking (2011)
  • Author(s): Morihisa Fujita
  • Organizer: 3rd Asian Communications of Glycobiology and Glycotechnology
  • Place of Presentation: Shanghai (China)
• [Book] 化学と生物 (2012)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Total Pages: 3
  • Publisher: 糖脂質修飾が決めるタンパク質の選別輸送機構 GPIアンカーの構造変化によるタンパク質輸送・膜局在の制御
• [Book] 細胞工学Vol.30:生体膜ダイナミクスにおけるGPIアンカーの機能 (2011)
  • Author(s): 藤田盛久
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 秀潤社
• [Remarks]
  • URL: http://www.biken.osaka-u.ac.jp/biken/men-eki-huzen/