エンドソーム系ロジスティクスのユビキチンによる制御と癌研究

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113505
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 駒田 雅之 東京工業大学, 大学院・生命理工学研究科, 准教授 (10225568)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2010: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2009: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: ユビキチン / エンドサイトーシス / メンブレントラフィック / リソソーム / 受容体ダウンレギュレーション / タンパク質分解 / 癌 / 酵素 / 細胞・組織 / シグナル伝達 / タンパク質

Research Abstract

細胞膜タンパク質は、ユビキチン化依存的に細胞表面からエンドサイトーシスされ、リソソームに輸送されて分解される。本研究では、このユビキチン化依存的エンドサイトーシスにおける機能未知のユビキチン結合タンパク質ファミリーANKRD 13A, 13B, 13Dの役割を解析しており、前年度までにANKRD13が上皮細胞増殖因子EGFの刺激依存的にユビキチン化されたEGF受容体と結合し、その過剰発現によりEGF受容体の細胞膜からのインターナリゼーションが阻害されることを見出している。本年度は、引き続きEGF受容体のエンドサイトーシスにおれるANKRD13の機能解析を進め、以下の結果を得た。
1.ANKRD13自身がユビキチン化されること、それにはユビキチン結合モチーフUIMが必要であること、そしてユビキチン化によりANKRD13とユビキテン化されたEGF受容体の結合が抑制されることを見出した。したがって、ANKRD13がユビキチン化による負の活性制御を受けることが示唆された。
2.ANKRD13A,13B,13Dそれぞれのノックダウン・ベクターを作製し、HeLa細胞においてトリプル・ノックダウンを行った。しかし、ANKRD13A,13B,13Dがすべて効率よくノックダウンされているかどうかを判断できておらず、この実験から結論を導くことはできなかった。
3.ANKRD13Aと13Dをれぞれのノックアウトマウス(どちらも外見上は正常)を交配し、ANKRD13A、13Dダブル・ノックアウトマウスを作製した。しかしながら、外見上の異常は見られなかった。そこで、胚から13A,13Dダブル・ノックアウト細胞株を作製し、この細胞におけるEGF受容体のエンドサイトーシスを解析した。その結果、ダブル・ノックアウト細胞では野生型細胞に比べ、EGF刺激後のEGF受容体の細胞表面からのインターナリゼーションが促進されていることが明らかとなった。この結果は、前年度のANKRD13の過剰発現がEGF受容体のインターナリゼーションを阻害するという結果と合わせ、ANKRD13がEGF受容体のエンドサイトーシスを負に制御する因子であることを示唆している。

Research Products

• [Journal Article] Leucine-rich repeat kinase LRRK1 regulates endosomal trafficking of the EGF receptor (2011)
  • Author(s): Hanafusa, H.
  • Journal Title: Nature Commun. Volume: 2 Pages: 158-158
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Balanced ubiquitylation and deubiquitylation of Frizzled regulate cellular responsiveness to Wg/Wnt (2010)
  • Author(s): Mukai, A.
  • Journal Title: EMBO J. Volume: 29 Pages: 2114-2125
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dominant-negative mutations in α-II spectrin cause West syndrome with severe cerebral hypomyelination, spastic quadriplegia, and developmental delay (2010)
  • Author(s): Saitsu, H.
  • Journal Title: Am.J.Hum.Genet. Volume: 86 Pages: 881-891
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Activated microglia mediate axo-glial disruption that contributes to axonal injury in multiple sclerosis (2010)
  • Author(s): Howell, O.W.
  • Journal Title: J.Neuropathol.Exp.Neurol. Volume: 69 Pages: 1017-1033
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of a membrane skeletal protein, 4.1G, for Sertoli/germ cell interaction (2010)
  • Author(s): Terada, N.
  • Journal Title: Reproduction Volume: 139 Pages: 883-892
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脱ユビキチン化酵素群の細胞機能 (2010)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Journal Title: 生化学 Volume: 82 Pages: 378-387
  • NAID: 10026425815
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 受容体のユビキチン化と脱ユビキチン化を介した細胞のWnt応答性の制御 (2010)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 29 Pages: 1237-1243
• [Journal Article] 軸索に特異的なスペクトリン細胞膜骨格の機能 (2010)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 61 Pages: 498-499
• [Journal Article] Involvement of a membrane skeletal protein, 4.1G, for Sertoli/germ cell interaction (2010)
  • Author(s): Terada, N.
  • Journal Title: Reproduction 139(in press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 脱ユビキチン化酵素群の細胞機能 (2010)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Journal Title: 生化学 82(印刷中)
  • NAID: 10026425815
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleolar structure and function are regulated by the deubiquitylating enzyme USP36 (2009)
  • Author(s): Endo, A.
  • Journal Title: J.Cell Sci. 122 Pages: 678-686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleophosmin/B23 regulates ubiquitin dynamics in nucleoli by recruiting deubiquitylating enzyme USP36 (2009)
  • Author(s): Endo, A.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 27918-27923
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dispensable role of protein 4.1B/DAL-1 in adrenal medulla regarding generation of pheochromocytoma and plasmalemmal localization of TSLC1 (2009)
  • Author(s): Ohno, N.
  • Journal Title: Biochim.Biophys.Acta 1793 Pages: 506-515
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 核小体の機能のユビキチンダイナミクスによる制御 (2009)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Journal Title: 生体の科学 60 Pages: 521-526
• [Presentation] Regulation of the deubiquitinating enzyme USP36 during mitosis (2010)
  • Author(s): 遠藤彬則
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会/第83回日本生化学学会 合同大会BMB2010
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] Nrk is a Ser/Thr kinase required for placental development and labor induction (2010)
  • Author(s): 伝田公紀
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会/第83回日本生化学学会 合同大会BMB2010
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-10
• [Presentation] ANKRD13 family of ubiquitin-binding proteins arc possibly involved in endocytosis of epidermal growth factor receptor (2010)
  • Author(s): 丹野秀崇
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会/第83回日本生化学学会 合同大会BMB2010
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2010-12-08
• [Presentation] USP36, a nucleolar deubiquitinating enzyme (2010)
  • Author(s): Endo, A.
  • Organizer: 第33回日本分子生物学会/第83回日本生化学学会 合同大会BMB2010
  • Place of Presentation: Cambridge, UK
  • Year and Date: 2010-07-20
• [Presentation] 核小体における脱ユビキチン化酵素USP36を介したヌクレオフォスミンによるユビキチン化制御 (2009)
  • Author(s): 遠藤彬則
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-12
• [Presentation] 核小体の機能のユビキチンダイナミクスによる制御 (2009)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Placental overgrowth in mice lacking NESK, a novel Ser/Thr kinase of the Ste20 family (2009)
  • Author(s): 伝田公紀
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-10
• [Presentation] Balanced ubiquitylation and deubiquitylation regulate Frizzled degradation and cellular responsiveness to Wingless/Wnt (2009)
  • Author(s): 向井明子
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] ユビキチン化/脱ユビキチン化によるWnt受容体 Frizzled の分解とWntシグナリングの制御 (2009)
  • Author(s): 駒田雅之
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-21
• [Presentation] Nucleophosmin/B23 regulates nucleolar ubiquitin dynamics by recruiting the deubiquitinating enzyme USP36 (2009)
  • Author(s): 遠藤彬則
  • Organizer: 第61回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2009-06-03
• [Book] バイオ研究のフロンティア3―医療診断をめざす先端バイオテクノロジー (2009)
  • Author(s): 赤池敏宏
  • Publisher: 工学図書
• [Remarks]
  • URL: http://www.kitamura-komada-lab.bio.titech.ac.jp
• [Remarks]
  • URL: http://www.kitamura-komada-lab.bio.titech.ac.jp/