アポトーシス制御分子Ｂｃｌ－２とＩＰ３受容体による神経可塑性と神経突起伸展の制御

2014 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13F03793
• Research Institution: The Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 御子柴 克彦 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, チームリーダー (30051840)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): BONNEAU Benjamin 独立行政法人理化学研究所, 脳科学総合研究センター, 外国人特別研究員
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: IP3R / calcium / Bcl-2 / IRBIT / apoptosis

Outline of Annual Research Achievements

Our research focuses on the interplay between IRBIT, an IP3R-interacting protein discovered in our lab, and the Bcl-2 homolog, Bcl2L10. The zebrafish ortholog of Bcl2L10, Nrz inhibits IP3 fixation on IP3R by interacting with the IP3-binding domain (IP3BD) of the receptor. This mechanism is similar to the one of IRBIT so we studied if these two proteins can be associated to regulate IP3R activity and apoptosis.
We have firstly confirmed that mammalian Bcl2L10 is able to interact with IP3R and more precisely with the IP3BD. Moreover, we found that Bcl2L10 significantly reduced IP3-induced calcium release. Thus Bcl2L10 acts as its zebrafish ortholog and then reduces calcium release through IP3R by interacting with the IP3BD.
In a second time, we showed that IRBIT and Bcl2L10 do not seem to compete for the binding with the IP3BD suggesting they can interact simultaneously with IP3R. More interestingly, we found that IRBIT and Bcl2L10 can directly interact together raising the idea that IRBIT and Bcl2L10 can form a complex on the IP3BD.
We also studied the subcellular localization of Bcl2L10 and IRBIT. We found that these proteins can be localized at the mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes. This portion of the ER is essential for Ca2+ transfer to mitochondria and play a crucial role in apoptosis. We then performed experiments to assess if IRBIT may play a role in apoptosis and we found that cells lacking IRBIT are more resistant to diverse apoptotic stress. We will then now look if this effect of IRBIT is related to its interaction with Bcl2L10 and IP3R.

Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

当初の計画以上に進展している。
IRBITの生理機能と病態との関連につき、IRBITが多くの機能分子と結合しながら、細胞内での情報伝達系の重要な中継点となっていることを明らかにし、アポトーシスにまで話を展開しており予想外の大きな展開である。

Strategy for Future Research Activity

1Benjamin Bonneau博士は分子生物学、生化学にすぐれた能力を有している。特に生化学的手段においても高い能力を持っており、当研究室で発見したIRBITとBcl-2, Bcl-2 L10やNrzとの相互作用を解析しつつある。IRBITとBcl2ファミリーは複合体としてマルチの機能を持っている可能性が明らかになってきており、細胞死とも直結する重要な研究展開となっている。これから更に新しい研究の切り口が見出すことにより、大きく展開すると考える。細胞死分子はIP3受容体のIP3 結合ドメインに結合するが、Bonneau博士の適性と当研究室の特徴を生かすためにBcl2ファミリーNRZ分子の他にIRBITという局面に力を入れて研究をすすめており、これにより新しい研究の切り口が見出されるものと考える。問題点は特になし。計画の変更も無い。