2021 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of GPI-anchored protein sorting zone at the ER exit site
| Project Area | Toward an integrative understanding of functional zones in organelles |
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17H06420
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
中野 明彦 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 副センター長 (90142140)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
黒川 量雄 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 専任研究員 (40333504)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 超解像ライブイメージング / GPIアンカー選別ゾーン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
出芽酵母をモデルとしたGPIアンカー型蛋白質の輸送ゾーンの解明を目指した。小胞体からゴルジ体への積荷蛋白質輸送はCOPII小胞が担う。COPII小胞は小胞体上のER exit site (ERES)と呼ばれる領域に集積する。新規合成された積荷蛋白質の動態解析のために、COPII小胞形成に損傷をもつ変異株で積荷蛋白質をGalプロモーター制御下に発現させ、集積した積荷蛋白質のみが小胞体からゴルジ体への輸送されるパルス・チェイス・ライブイメージングを開発した。
GPIアンカー型蛋白質Gas1は、一部のERES近傍に集積し、通常の膜貫通部位をもつ非GPIアンカー蛋白質Mid2は小胞体全域に分布すること、両者の局在は排他的で、異なるERESに選別的に取り込まれることを明らかにし、小胞体における積荷蛋白質の選別輸送ゾーンの存在を明確にした。 出芽酵母では、GPIアンカーのGPIリピッドが極長鎖セラミド（C26）化される。そのセラミド合成酵素を欠損させ、代わりに綿のセラミド合成酵素を発現する出芽酵母株では、脂肪酸鎖長が短いC18/C16セラミドが合成され小胞体の膜に蓄積する。この株では、Gas1はMid2と同様に小胞体全域に広く分布し、Mid2と同じERESに取り込まれたことから、小胞体脂質に含まれるセラミドの脂肪酸長が、GPIアンカー型蛋白質の選別ゾーンへの集積とERESへの選別に決定的な役割を果たすことを明らかにした。さらに、さまざまな変異体の解析から、選別輸送にはGPIアンカーのセラミド部分と、それをモニターする糖鎖リモデリング酵素の両方による品質管理機構が働いていることを明らかにした(Cell Rep誌)。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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