ケモテクノロジーを活用した脱ユビキチン化酵素USP8の作用機構の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | New frontier for ubiquitin biology driven by chemo-technologies |
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| Project/Area Number |
19H05289
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
福嶋 俊明 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70543552)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
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| Keywords | ユビキチン / エンドサイトーシス / クッシング病 / USP8 / 14-3-3 / メンブレントラフィック / ケモテクノロジー / STAM |
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| Outline of Research at the Start |
脱ユビキチン化酵素の一つUSP8は、ユビキチン結合タンパク質STAMと複合体を形成し、細胞膜タンパク質の細胞内への取り込みや細胞膜へのリサイクリングを制御することが示唆されている。また、USP8の遺伝子変異は難治性疾患クッシング病の原因となることも知られている。本研究では、USP8-STAM結合阻害物質を開発し、これを活用して適時かつ選択的にUSP8-STAM複合体を乖離することにより、これまで解析が進んていなかった野生型USP8およびクッシング病を引き起こす変異型USP8の作用機構を分子レベルで解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
脱ユビキチン化酵素の一つubiquitin-specific protease 8（USP8)は、エンドサイトーシスによって細胞内に取り込まれた膜タンパク質をエンドソームで脱ユビキチン化し、これらの細胞膜へのリサイクリングを促進する役割を果たすことが示唆されている。また、USP8の遺伝子変異は難治性疾患クッシング病の原因となることも知られている。しかし、野生型USP8がどのようなしくみでエンドソーム周辺で活性化するか、変異型USP8がどのようなしくみでクッシング病を引き起こすかは、不明である。本研究ではこれらのしくみを分子レベルで解明することを目的としている。
野生型USP8は、14-3-3タンパク質と結合することによって活性が抑制されることがこれまで知られていた。今年度の解析から、USP8の自己阻害ドメインとUSPドメインの分子内結合を14-3-3タンパク質が強めることが明らかとなり、この分子機構を介して、USP8の活性が抑制されることが明らかになった。USP8と14-3-3タンパク質の結合が何らかの機構によってエンドソーム周辺で解除され、USP8の活性が適切に制御されている可能性が考えられた。
一方、クッシング病を引き起こす変異型USP8についても作用機構を調べた。その結果、変異によってUSP8は14-3-3タンパク質と結合できなくなり、過剰な脱ユビキチン化活性を示すようになることが明らかとなった。このことから、USP8の過剰活性化が疾患発症機構の一部であり、USP8を阻害することがクッシング病の治療に有効である可能性が考えられた。さらに、USP8の遺伝子変異の影響をin vivoで検討するために、ゲノム編集技術を用いて、当該変異を有するマウスを作製することに成功した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
