ｍＲＮＡの局在による膜蛋白質の翻訳後修飾の制御

• Project Area: Diversity and asymmetry achieved by RNA program
• Project/Area Number: 23112720
• 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: Rikkyo University (2012); Keio University (2011)
• Principal Investigator: 後藤 聡 立教大学, 理学部, 教授 (60280575)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: mRNA / 翻訳後修飾 / ショウジョウバエ / GPI / 小胞体 / ゴルジ体 / 糖鎖

Outline of Annual Research Achievements

細胞膜に局在または細胞外に分泌される蛋白質のほとんどは、糖鎖やプロセッシングなどによる翻訳後修飾を受けることによって正しい機能を発揮する。私達は、そのような翻訳後修飾の制御としてmRNAの局在が重要であると考え、それを検証することにした。
翻訳後修飾のモデル系としてGPIアンカーに着目した。その理由は、GPIアンカーが付加される蛋白質DlpのmRNAが、ショウジョウバエの上皮細胞で核膜近傍の小胞体に局在していたことにある。この核膜近傍の小胞体へのDlp mRNAの局在が重要であるかを調べるために、3’UTRを他の遺伝子のものと交換したmRNAを発現させた。その結果、Dlp mRNAは核膜近傍の小胞体以外の小胞体に局在するようになった。次に、その翻訳産物の局在を調べたところ、核膜近傍の小胞体以外の小胞体で翻訳されたDlp蛋白質は、本来局在するべき細胞のラテラル側の細胞膜以外にも局在するようになった。このことは、Dlp は、そのmRNAが正しい小胞体で翻訳されることが、その産物の局在に重要である可能性を示唆している。
次に、なぜ核膜近傍の小胞体で翻訳されることが重要であるかについて検討した。まず、GPI生合成酵素蛋白質の局在を調べたところ、驚いたことに核膜に局在することを見出した。このことは、GPIは、今まで言われてきたように小胞体で合成されるのではなく、核膜で合成されていることを強く示唆している。すなわち、核膜で生合成されたGPIが近傍の小胞体に輸送され、その小胞体で翻訳された蛋白質に効率的にGPI付加がなされている可能性が示唆された。
以上の結果は、蛋白質の翻訳とその修飾のカップリングを示唆するものとして興味深い。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Balanced ubiquitination determines cellular responsiveness to extracellular stimuli. (2012)
  • Author(s): Mukai, A.
  • Journal Title: Cell. Mol. Life Sci. Volume: 69 Issue: 23 Pages: 4007-4016
  • DOI: 10.1007/s00018-012-1084-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of proteasome components required for apical localization of Chaoptin using functional genomics (2012)
  • Author(s): Yano, H., Yamamoto-Hino, M., Awano, W., Aoki-Kinoshita, K. F., Tsuda-Sakurai, K., Okano, H. and Goto, S.
  • Journal Title: J. Neurogenet Volume: vol.26 Issue: 1 Pages: 53-63
  • DOI: 10.3109/01677063.2012.661497
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cisterna-specific Localization of Glycosylation-related Proteins to the Golgi Apparatus (2012)
  • Author(s): Yamamoto-Hino, M., Abe, M., Shibano, T., Setoguchi, Y., Awano, W., Ueda. R., Okano, H., Goto, S.
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 37 Issue: 1 Pages: 55-63
  • DOI: 10.1247/csf.11037
  • NAID: 130004137577
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] AP-1 clathrin adaptor and CG8538/Aftiphilin are involved in Notch signaling during eye development in Drosophila (2012)
  • Author(s): Kametaka, Satoshi
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 125 Issue: 3 Pages: 634-648
  • DOI: 10.1242/jcs.090167
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Fluorescence-monitored zero dead-volume nanoLC-microESI-QIT-TOF MS for analysis of fluorescently tagged glycosphingolipids (2011)
  • Author(s): Daikoku, S., Ono, Y., Ohtake, A., Hasegawa, Y., Fukusaki, E., Suzuki, K., Ito, Y., Goto, S., Kanie, O.
  • Journal Title: Analyst Volume: 136 Issue: 5 Pages: 1046-1050
  • DOI: 10.1039/c0an00715c
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 自然免疫を制御する糖鎖修飾関連分子Senjuの解析 (2011)
  • Author(s): 山本(日野)美紀、粟野若枝、芝野孝子、岡野栄之、後藤聡
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都国際会議場(京都)
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] 糖鎖関連遺伝子の大規模スクリーニング (2011)
  • Author(s): 山本(日野)美紀、蟹江善美、粟野若枝、木下聖子、西原祥子、岡野栄之、上田龍、蟹江治、後藤聡
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会・シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都国際会議場(京都)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-22