複数のストレスセンサーからのシグナルを統合するしくみ

• Project Area: Molecular interaction and modal shift of cellular sensors
• Project/Area Number: 21026003
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 小林 麻己人 筑波大学, 大学院・人間総合科学研究科, 講師 (50254941)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥5,800,000 (Direct Cost: ¥5,800,000); Fiscal Year 2010: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000); Fiscal Year 2009: ¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
• Keywords: Keap1 / 酸化ストレス / 遺伝学 / 親電子性物質 / ゼブラフィッシュ / Keapl

Research Abstract

本研究の目的は、さまざまな種類のストレスに対し、どのような機構がどのように応答して、私たちの体を守るのかを明らかにすることである。選択した題材は、多種多様のストレスに応答する生体防御システムNrf2である。これまでの研究により、ストレスシグナル感知に異常を示す突然変異動物の単離・系統化や動物個体を用いた新規センサー分子の探索システムの構築に成功し、複数のストレスセンサーがNrf2を活性化することを見出した。昨年度は、Nrf2に関連する小胞体ストレスセンサー同定を試み、その実体はリン酸化酵素PERKであることを同定した。
本年度は、PERKがどのようにNrf2に小胞体ストレスからのシグナルを伝達するか、そのメカニズム解明に取り組み、次の3点を達成できた。
1 ゼブラフィッシュPERK遺伝子を単離し、発現解析を行ったところ、PERKは初期胚では発現していないことがわかった。実際に、初期胚に小胞体ストレス誘導剤を処理しても、PERK下流遺伝子の発現誘導は観察されず、初期胚ではPERK経路は機能していないものと推測された。
2 常時活性化型PERK分子を作製して、ゼブラフィッシュ胚に過剰発現させたところ、eIF2aはリン酸化されるが、Nrf2は活性化されなかった。胚期に機能しない介在因子の存在が浮かび上がった。
3 介在因子候補であるATF4のゼブラフィッシュホモログを単離し、これがNrf2のタンパク質安定化と活性化に機能することを明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Nitro-fatty acids and cyclopentenone prostaglandins share strategies to activate the Keap1-Nrf2 system : a study using green fluorescent protein transgenic zebrafish (2011)
  • Author(s): Tsujita, T
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 16 Pages: 46-57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Metalloprotease-dependent onset of blood circulation in zebrafish (2010)
  • Author(s): Iida, A.
  • Journal Title: Curr.Biol. Volume: 52 Pages: 245-250
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Harnessing the antioxidant power with ARE-inducing compounds (2010)
  • Author(s): Kobayashi, M.
  • Journal Title: Chem.Biol. Volume: 17 Pages: 419-420
• [Journal Article] Nrf2システムはどうやって多種多様の化学物質に応答するのか (2010)
  • Author(s): 中島やえ子
  • Journal Title: 医学のあゆみ Volume: 233 Pages: 639-640
• [Journal Article] Efficient transient rescue of hematopoietic mutant phenotypes in zebrafish using To12-mediated transgenesis (2010)
  • Author(s): Takeuchi, M.
  • Journal Title: Dev.Growth Differ. 52 Pages: 245-250
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The keratin-related Ouroboros proteins function as immune antigens mediating tail regression in Xenopus metamorphosis (2009)
  • Author(s): Mukaigasa, K.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106 Pages: 18309-18414
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Nrf2標的遺伝子の組織特異的発現誘導 (2011)
  • Author(s): 中島瞳
  • Organizer: 転写研究会若手シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-02-18
• [Presentation] Nitro-fatty acids-induced Nrf2 activation in GFP tranagenic zebrafish (2010)
  • Author(s): Li, L.
  • Organizer: 9th International Conference on Zebrafish Development & Genetics
  • Place of Presentation: 米国Madison
• [Presentation] Nrf2 transcription activation system comprises a multiple sensing mechanism (2010)
  • Author(s): Li, L.
  • Organizer: The 11th Asian and Oceanian Conference on Transcription
  • Place of Presentation: Okinawa
• [Presentation] A spontaneous ER stress caused by a genetic mutation in zebrafish induces a constitutive activation of the Nrf2 defense system (2010)
  • Author(s): Li, L.
  • Organizer: The 3rd International Symposium on Protein Communication
  • Place of Presentation: Nara
• [Presentation] 誘導プロファイルの違いにより分類きれるNrf2標的遺伝子群 (2010)
  • Author(s): 中島瞳
  • Organizer: 第16回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: 埼玉
• [Presentation] Keap1-Nrf2システムの多様な感知応答機構 (2009)
  • Author(s): 李麗
  • Organizer: 平成21年度日本生化学会関東支部例会
  • Place of Presentation: つくば
  • Year and Date: 2009-06-20
• [Presentation] ストレス応答型転写因子Nrf2の標的遺伝子群の多様性 (2009)
  • Author(s): 中島瞳
  • Organizer: 第15回小型魚類研究会
  • Place of Presentation: 名古屋
• [Presentation] 親電子性物質による非触媒性Cys121の翻訳後修飾を介したPTP1B/EGFRシグナルの活性化 (2009)
  • Author(s): 岩本典子
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
• [Presentation] Identification of Nrf2-regulated genes in zebrafish (2009)
  • Author(s): 中島瞳
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] GFP transgenic zebrafish is a good tool to classify Nrf2 activators (2009)
  • Author(s): 李麗
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 横浜