Ａｒｆ－ｌｉｋｅ ＧＴＰａｓｅが介在する細胞内ロジスティクスと関連疾患

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 23113706
• 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: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 紺谷 圏二 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (30302615)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2012: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000); Fiscal Year 2011: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
• Keywords: 低分子量Gタンパク質 / オルガネラ / 膜輸送 / 線虫 / 低分子量G蛋白質 / 一次繊毛 / 繊毛性疾患 / メンブレントラフィック

Outline of Annual Research Achievements

低分子量Gタンパク質ARL8に関して、線虫ARL8欠損変異体を用いた表現型解析、及び精製リコンビナントタンパク質を用いたARL8の生化学的性状の解析を行った。まず、リコンビナントタンパク質を用いたpull-down assayにより、線虫ARL8がHOPS複合体の構成因子であるVPS41と物理的に相互作用することを明らかにした。この相互作用は、ARL8のグアニンヌクレオチドフォームに依存しており、GTP結合型のARL8が、GDP結合型に比べて、より強くVPS41と結合した。よって、VPS41がARL8のエフェクターとして機能する可能性が考えられた。HOPS複合体は酵母液胞の融合の際にtethering factorとして機能することが知られている。前年度までの研究から、線虫ARL8欠損変異体では、ファゴソームとリソソームの融合が殆ど起こらないこと、野生型の線虫においてARL8がリソソームやファゴサイトーシスの膜に局在することを見いだしており、本年度の結果を考え合わせると、ARL8がHOPS複合体をオルガネラ膜にリクルートすることによって、ファゴソームとリソソームの融合を正に制御している可能性が考えられた。
一般にARF/ARLファミリーGタンパク質の解析においては、C末端にタグを付加することが多いが、タグの付加がGタンパク質の機能に影響する可能性が考えられる。そこで、タグ除去後にC末端に余分なアミノ酸が一つしか残らない発現ベクターを用いて、ARL6を題材にリコンビナントタンパク質を調整したところ、グアニンヌクレオチド結合活性の高いARL6を調整することができた。またARL13bに関しては、ARL13bの相互作用因子群の同定を行うため、ARL13b-Flagを恒常的に発現するIMCD3細胞を樹立し、免疫沈降による相互作用因子群の探索を行い、いくつかの候補分子を同定した。

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] (2013)
  • Author(s): Kawazu M, Ueno T, Kontani K, Ogita Y, Ando M, Fukumura K, Yamato A, Soda M, Takeuchi K, Miki Y, Yamaguchi H, Yasuda T, Naoe T,Yamashita Y, Katada T, Choi YL, Mano H,
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A Volume: 110 Issue: 8 Pages: 3029-3034
  • DOI: 10.1073/pnas.1216141110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Neuronally expressed Ras-family GTPase Di-Ras modulates synaptic activity in Caenorhabditis elegans (2012)
  • Author(s): Tada M, Gengyo-Ando K, Kobayashi T, Fukuyama M, Mitani S, Kontani K, Katada T
  • Journal Title: Genes Cells Volume: 17(9) Issue: 9 Pages: 778-89
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01627.x
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] C. elegans AMPKs promote survival and arrest germline development during nutrient stress. (2012)
  • Author(s): Fukuyama M., et al.
  • Journal Title: Bio. Open Volume: 1 Issue: 10 Pages: 929-936
  • DOI: 10.1242/bio.2012836
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RINL, guanine nucleotide exchange factor Rab5-subfamily, is involved in the EphA8-degradation pathway with odin (2012)
  • Author(s): Kajiho, H., et al.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 7 Issue: 1 Pages: e30575-e30575
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0030575
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Critical roles of type III phosphatidylinositol phosphate kinase in murine embryonic visceral endoderm and adult intestine (2012)
  • Author(s): Takasuga , Wada et al.
  • Journal Title: PNAS 110 Volume: 1726-1731 Issue: 5 Pages: 1726-31
  • DOI: 10.1073/pnas.1213212110
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] cTAGE5 mediates collagen secretion through interaction with TANGO1 at endoplasmic reticulum exit sites (2011)
  • Author(s): Saito, K., Yamashiro, K., Ichikawa, Y., Erlmann, P., Kontani, K., Malhotra, V., and Katada, T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell Volume: 22 Issue: 13 Pages: 2301-2308
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-02-0143
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Characterization of RIN3 as a guanine nucleotide exchange factor for the Rab5 subfamily GTPase Rab31 (2011)
  • Author(s): Kajiho, H., Sakurai, K., Minoda, T., Yoshikawa, M., Nakagawa, S., Fukushima, S., Kontani, K., and Katada, T.
  • Journal Title: J Biol Chem Volume: 286 Issue: 27 Pages: 24364-24373
  • DOI: 10.1074/jbc.m110.172445
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RASSF7 negatively regulates pro-apoptotic JNK signaling by inhibiting the activity of phosphorylated-MKK7 (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Ebihara, A., Kajiho, H., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Cell Death Differ Volume: 18 Issue: 4 Pages: 645-655
  • DOI: 10.1038/cdd.2010.137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] RhoA activation participates in rearrangement of processing bodies and release of nucleated AU-rich mRNAs (2011)
  • Author(s): Takahashi, S., Sakurai, K., Ebihara, A., Kajiho, H., Saito, K., Kontani, K., Nishina, H., and Katada, T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res Volume: 39 Issue: 8 Pages: 3446-3457
  • DOI: 10.1093/nar/gkq1302
  • Peer Reviewed
• [Presentation] アティピカルRasファミリーGタンパク質Di-Rasの機能解析 (2012)
  • Author(s): 紺谷圏二
  • Organizer: 第85回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2012-12-16
• [Presentation] 低分子量Ｇ蛋白質Di-Ras2とSmgGDSが形成する複合体の生化学的解析 (2012)
  • Author(s): 荻田佳孝
  • Organizer: 新学術領域研究「構造細胞生物学」第3回班会議
  • Place of Presentation: 箱根湯本
  • Year and Date: 2012-07-13
• [Presentation] アポトーシス細胞の除去に介在する低分子量G タンパク質ARL8 の機能解析 (2012)
  • Author(s): 紺谷圏二
  • Organizer: 新学術領域研究「細胞内ロジスティクス」第4回班会議
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2012-06-13
• [Presentation] 繊毛局在性Arf/ArlファミリーG タンパク質Arl13b の輸送機構の解析 (2012)
  • Author(s): 武田航典
  • Organizer: 新学術領域研究「細胞内ロジスティクス」第4回班会議
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2012-06-13
• [Presentation] 線虫を用いたリソソーム局在性低分子量Gタンパク質Arl8の機能解析 (2012)
  • Author(s): 長澤茉耶
  • Organizer: 新学術領域研究「細胞内ロジスティクス」第4回班会議
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2012-06-13
• [Presentation] 繊毛形成・機能に介在するARLファミリー低分子量Gタンパク質の解析 (2012)
  • Author(s): 紺谷圏二
  • Organizer: 第3回繊毛研究会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2012-06-09
• [Presentation] マルチドメイン型RabファミリーG蛋白質EFCAB4Baの機能解析 (2011)
  • Author(s): 阿部芙美子, 他
  • Organizer: ファーマ・バイオフォーラム2011
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2011-10-08
• [Presentation] リソソームへの輸送における低分子量Gタンパク質Arl8の機能解析 (2011)
  • Author(s): 紺谷圏二, 他
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] The ciliary small GTPase Arl13b (I) : Arl13b functions at ciliary membranes and stabilizes intraflagellar transport (2011)
  • Author(s): 堀裕次, 他
  • Organizer: 第63回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2011-06-27
• [Presentation] Arf-like GTPaseが介在する細胞内ロジスティクスと関連疾患 (2011)
  • Author(s): 紺谷圏二, 他
  • Organizer: 文部科学省科学研究費補助金新学術領域研究第3回「細胞内ロジスティクス」班会議
  • Place of Presentation: 鳥羽
  • Year and Date: 2011-06-03
• [Remarks] 東京大学 大学院薬学系研究科 生理化学教室ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/
• [Remarks]
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/