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Comprehensive exploration of proteins and peptides that acquire function through proteasomal degradation

Research Project

Project/Area Number 23K18107
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Murata Shigeo  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20344070)

Project Period (FY) 2023-06-30 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywordsプロテアソーム / ペプチド / 限定分解 / 質量分析 / 酵母遺伝学
Outline of Research at the Start

「プロテアソームによるタンパク質分解=不可逆的不活性化」と理解されてきたが、プロテアソーム分解由来の短ペプチドを「機能素子」として利用する仕組みがより広範囲な細胞機能を制御している可能性は十分に考えられる。本研究は、プロテアソームによる限定分解産物の網羅的同定と獲得機能の解明、プロテアソームによる分解の結果生じた機能性ペプチドの網羅的探索を行い、プロテアソームによる分解産物が生理活性を有することが、普遍的な現象として細胞内で働いている可能性を探索する。

Outline of Final Research Achievements

Proteins in cells are usually broken down when no longer needed. However, this study reveals that fragments produced during degradation may have new, active roles in cells. Using mass spectrometry, we are uncovering these hidden players and their possible links to aging and disease, potentially opening new paths for therapy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、細胞内で生じる分解産物が新たな機能を持つという概念を提示し、タンパク質分解の役割を再定義する重要な成果です。これにより、老化や疾患の新たな原因解明が進むとともに、創薬の新たな標的発見や健康寿命延伸への貢献が期待されます。

Report

(3 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • Research Products

    (35 results)

All 2025 2024 2023 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 5 results) Presentation (29 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] The DYT6 dystonia causative protein THAP1 is responsible for proteasome activity via PSMB5 transcriptional regulation2025

    • Author(s)
      Wang Yan、Wang Yi、Iriki Tomohiro、Hashimoto Eiichi、Inami Maki、Hashimoto Sota、Watanabe Ayako、Takano Hiroshi、Motosugi Ryo、Hirayama Shoshiro、Sugishita Hiroki、Gotoh Yukiko、Yao Ryoji、Hamazaki Jun、Murata Shigeo
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 1600-1600

    • DOI

      10.1038/s41467-025-56867-x

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Intrinsic signaling pathways modulate targeted protein degradation2024

    • Author(s)
      Mori Yuki、Akizuki Yoshino、Honda Rikuto、Takao Miyu、Tsuchimoto Ayaka、Hashimoto Sota、Iio Hiroaki、Kato Masakazu、Kaiho-Soma Ai、Saeki Yasushi、Hamazaki Jun、Murata Shigeo、Ushijima Toshikazu、Hattori Naoko、Ohtake Fumiaki
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 15 Issue: 1 Pages: 5379-5379

    • DOI

      10.1038/s41467-024-49519-z

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Senescent cells form nuclear foci that contain the 26S proteasome2023

    • Author(s)
      Iriki Tomohiro、Iio Hiroaki、Yasuda Shu、Masuta Shun、Kato Masakazu、Kosako Hidetaka、Hirayama Shoshiro、Endo Akinori、Ohtake Fumiaki、Kamiya Mako、Urano Yasuteru、Saeki Yasushi、Hamazaki Jun、Murata Shigeo
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 42 Issue: 8 Pages: 112880-112880

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112880

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Caspase cleaves<i>Drosophila</i><scp>BubR1</scp>to modulate spindle assembly checkpoint function and lifespan of the organism2023

    • Author(s)
      Shinoda Natsuki、Horikoshi Misuzu、Taira Yusuke、Muramoto Masaya、Hirayama Shoshiro、Murata Shigeo、Miura Masayuki
    • Journal Title

      The FEBS Journal

      Volume: 290 Issue: 17 Pages: 4200-4223

    • DOI

      10.1111/febs.16811

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] PAC1 deficiency protects obese male mice from immobilization-induced muscle atrophy by suppressing FoxO-atrogene axis2023

    • Author(s)
      Li Qifang、Ishii Kiyo-aki、Kamoshita Kyoko、Takahashi Kenta、Abuduwaili Halimulati、Takayama Hiroaki、Galicia-Medina Cynthia M、Tanida Ryota、Oo Hein Ko、Gafiyatullina Guzel、Yao Xingyu、Abuduyimiti Tuerdiguli、Hamazaki Jun、Harada Kenichi、Murata Shigeo、Takamura Toshinari
    • Journal Title

      Endocrinology

      Volume: - Issue: 6 Pages: 164-165

    • DOI

      10.1210/endocr/bqad065

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  • [Presentation] ユビキチン化新生タンパク質の核外搬出機構とその生理的意義の解明2024

    • Author(s)
      平山尚志郎、松井誠社、伊藤隆裕、村田茂穂
    • Organizer
      第76回日本細胞生物学会大会
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      2024 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Spatial regulation and degradation of ubiquitinated nascent chains2024

    • Author(s)
      Shoshiro Hirayama, Seito Matsui, Takahiro Itou, Shigeo Murata
    • Organizer
      International symposium on Multifaceted Protein Dynamics
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening2024

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
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      タンパク質寿命が制御するシン・バイオロジー第1回班会議
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  • [Presentation] Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening2024

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
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      第23回東京大学生命科学シンポジウム
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  • [Presentation] 加齢とともに脳において凝集するタンパク質の探索とその生理的意義の解明2024

    • Author(s)
      渡邊綾香、平山尚志郎、小湊樹、高鳥翔、Juan A. Varela、富田泰輔、村田茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リソソーム分解を誘導するPROTACの分子機構の解明2024

    • Author(s)
      橋本創太, 築茂由則、大岡伸通、遠藤彬則、大竹史明、佐伯泰、村田茂穂, 内藤幹彦
    • Organizer
      学変(A) 第3回班会議
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  • [Presentation] プロテアソーム分解とリソソーム分解の両分解系を誘導するSNIPER(ABL)の分子機構解明2024

    • Author(s)
      橋本創太, 築茂由則、大岡伸通、遠藤彬則、大竹史明、佐伯泰、村田茂穂, 内藤幹彦
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノムワイドCRISPRiスクリーニングによる新規プロテアソーム機能制御因子の同定2024

    • Author(s)
      稲見真紀、川邉明広、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ユビキチン化新生タンパク質が核外へ搬出されるメカニズムとその生理的意義の解明2024

    • Author(s)
      松井 誠杜、伊藤 隆裕、平山 尚志郎、村田 茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 栄養状態の変化とAKIRIN2によるプロテアソームの局在制御機構の解明2024

    • Author(s)
      ○澤 大毅, 村田 茂穂, 平山 尚志郎, Megan Lo_
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 核UFD経路のユビキチンE3リガーゼを介したp53代謝制御機構の解明2024

    • Author(s)
      ◯炭竃凜大朗、平山尚志郎、柳川貴宏、西澤晏理、小迫英尊、村田茂穂
    • Organizer
      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞老化に伴う新規プロテアソーム核内foci SANPs(senescence-associated nuclear proteasome foci)の発見2024

    • Author(s)
      飯尾浩章
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      第97回日本生化学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] The ESCRT machinery mediates both microautophagy and proteasomal degradation of amyloidogenic tau2024

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
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      International symposium on Multifaceted Protein Dynamics
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      2024 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ゲノムワイドCRISPRiスクリーニングによる新規プロテアソーム機能制御因子の同定2024

    • Author(s)
      稲見真紀、川邉明広、濱崎純、村田茂穂
    • Organizer
      学変(A)「タンパク質寿命が制御するシン・バイオロジー」第3回班会議
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening2023

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
    • Organizer
      第22回東京大学生命科学シンポジウム
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  • [Presentation] Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening2023

    • Author(s)
      Yusen Men, Shoshiro Hirayama, Shinpei Ao, Yasuyuki Sakurai, Megan Lo, Shigeo Murata
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      12th General Meeting of the International Proteolysis Society
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  • [Presentation] 非典型的翻訳産物を含めた新規タンパク質品質管理機構のユビキトームによる可視化2023

    • Author(s)
      平山尚志郎、伊藤隆裕、村田茂穂
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  • [Presentation] 核UFD経路のE3リガーゼによるp53代謝制御機構の解明2023

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      柳川貴宏、平山尚志郎、西澤晏理、小迫英尊、村田茂穂
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  • [Presentation] Identifying the neurological pool of proteins which aggregate upon aging in mice and elucidating their physiological significance.2023

    • Author(s)
      Ayaka Watanabe, Shoshiro Hirayama, Itsuki Kominato, Sho Takatori, Juan A Varela, Taisuke Tomita, and Shigeo Murata
    • Organizer
      12th General Meeting of the International Proteolysis Society
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 加齢依存的に蓄積するタンパク質凝集体の同定とその生理的意義の解明2023

    • Author(s)
      渡邊綾香、小湊樹、平山尚志郎、高鳥翔、Juan A. Varela、富田泰輔、村田茂穂
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      第96回日本生化学会大会
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  • [Presentation] ESCRT-I複合体は、小胞体上のコレステロール合成酵素のプロテアソーム分解に関与する2023

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      松井 誠杜、門 禹森、平山 尚志郎、小迫 英尊、村田 茂穂
    • Organizer
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      Jun Kishiki, Shota Okuno, Eiichi Hashimoto, Shoshiro Hirayama, Hidetaka Kosako, Jun Hamazaki, and Shigeo Murata
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      第96回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 核UFD経路 E3 ligaseとMDM2の連携によるp53の分解メカニズムの解明2023

    • Author(s)
      柳川貴宏、平山尚志郎、西澤晏理、小迫英尊、村田茂穂
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      第96回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 哺乳類プロテアソームの新規転写因子の同定2023

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      橋本創太、 王妍、董瑶加、平山尚志郎、濱崎純、 村田茂穂
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  • [Presentation] ユビキチン様タンパク質FUBIによるタンパク質修飾機構とその生理的意義の解明2023

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      石田 ちひろ、平山 尚志郎、高橋 宏隆、澤崎 達也、村田 茂穂
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      第96回日本生化学会大会
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      飯尾浩章
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  • [Presentation] プロテアソーム活性を指標にしたCRISPRスクリーニングによる哺乳類プロテアソームの機能制御因子の網羅的探索2023

    • Author(s)
      稲見真紀, 川邉明広, 平山尚志郎, 榎本豊, 北村俊雄, 濱崎純, 村田茂穂
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      第96回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 非典型的翻訳産物を含めた新規タンパク質品質管理機構のユビキトームによる可視化2023

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      平山尚志郎、伊藤隆裕、村田茂穂
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      学術変革領域「マルチファセット・プロテインズ」 第5回領域会議
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  • [Presentation] ESCRT-I複合体が小胞体上のコレステロール合成酵素のプロテアソーム分解に関与することの生理的意義の解明2023

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      平山 尚志郎、松井 誠杜、門 禹森、小迫 英尊、村田 茂穂
    • Organizer
      _部科学省 科学研究費補助_「新学術領域研究」 第5 回「マルチモードオートファジー」班会議 第15 回 オートファジー研究会
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      2023 Research-status Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      https://tanpaku.f.u-tokyo.ac.jp/index.html

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      2023 Research-status Report

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Published: 2023-07-04   Modified: 2026-01-16  

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