Ubiquitin-mediated control of organelle-membrane dynamics by pathogenic bacteria
| Project/Area Number |
23K24129
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| Project/Area Number (Other) |
22H02867 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 49050:Bacteriology-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
久堀 智子 岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20397657)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ユビキチン / レジオネラ / オルガネラ / エフェクター / ユビキチンリガーゼ / 細菌感染 / 液胞 / ミトコンドリア |
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| Outline of Research at the Start |
病原細菌レジオネラは感染宿主細胞の膜輸送系を操作し、増殖のニッチとなる固有の液胞を構築する。このプロセスは細胞小器官の膜動態に関わる様々な宿主タンパク質を制御することによって達成される。本研究課題では宿主 Rab GTPase のひとつである Rab10 に着目し、ユビキチンリガーゼを含むレジオネラの持つ多様な酵素群がどのように働いて Rab10 の細胞内局在を変えていくかを解析し、レジオネラ酵素群の多層的な作用が生み出す細菌の感染戦略を解き明かすことを目指した。
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| Outline of Annual Research Achievements |
病原細菌レジオネラは感染宿主細胞の膜輸送系を操作し、増殖のニッチとなる固有の液胞を構築する。このプロセスは細胞小器官の膜動態に関わる様々な宿主タンパク質を制御することによって達成され、レジオネラが持つ多くのエフェクタータンパク質による翻訳後修飾が重要な役割を担う。本研究課題では特にレジオネラエフェクターの持つユビキチン (Ub)修飾活性に着目し、その活性に対する多重な制御を含めたレジオネラの戦略を解き明かすことを目指す。本年度は、宿主 Rab GTPase 群の中で、近年レジオネラの細胞内増殖に寄与することが報告された Rab10 に着目した解析を行った。レジオネラが保有する様々なユビキチンリガーゼの活性が Rab10 に与える影響を解析し、以下の結果を得た。
１）レジオネラの持つノンカノニカルなユビキチンリガーゼである SidE ファミリータンパク質が Rab10 を phosphoribosyl(PR)-Ub 化 することを見出した。
２）PR-Ub 化された Rab10はさらに レジオネラ固有のユビキチンリガーゼファミリー (SidC, SdcA, SdcB) 依存的にポリユビキチン化された。
３）SdcB は感染後期にレジオネラ液胞に局在し、液胞へのユビキチン集積を担うことが示された。
これらの結果から、多様なユビキチンリガーゼが協調的に働き、時間空間的な活性制御を受けて Rab10 が関与するレジオネラ液胞の成熟化を担うというモデルを構築し、その検証を行っている。さらにこれらのエフェクターのうち SdcB に作用する上流のエフェクター候補を同定することで、感染後期の Rab10 制御の仕組みを解明することを計画している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
関与する宿主因子として候補に取り上げた Rab10 に対するレジオネラエフェクターの作用が顕著に確認され、酵素活性の仕組みが根源的に異なる２つのユビキチンリガーゼファミリーが協調的にこのタンパク質に対して作用するという予想外の結果が得られた。この結果は本研究課題の今後の大きな進展を強く期待させるものとなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
Rab10 のレジオネラ液胞へのリクルートメントにレジオネラユビキチンリガーゼ群がどのように関与するかを細胞生物学的手法を中心として解析する。またSdcB に作用する上流のレジオネラエフェクターを同定し、その酵素活性を生化学的に明らかにすることで、多重的な制御による膜輸送系操作の分子機構を明らかにすることを目指す。
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Report
(1 results)
Research Products
(9 results)
