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2015 Fiscal Year Annual Research Report

Sirt1によるユビキチン・プロテアソーム系の機能制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number 13J10370
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

冨田 拓哉  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
KeywordsSirt1 / ユビキチン / プロテアソーム / Hsp70 / タンパク質品質管理
Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの研究により、Sirt1欠損はユビキチン化タンパク質の蓄積を導き、Hsp70依存的・非依存的な両経路を介したタンパク質品質管理機構の異常を招くことを明らかにしていた。今年度はその詳細を少しでも明らかにすることを目標として研究を行った。
まずは蓄積しているユビキチン化タンパク質の性質の検証を行った。ユビキチンは7つのリシン残基とN末端のメチオニン残基を介してユビキチン鎖を生成し、これらを区別することがその機能の理解に重要である。ユビキチン鎖特異的抗体を用いてSirt1欠損細胞において蓄積しているユビキチン鎖の種類を調べたところ、K48鎖であることが判明した。さらにこれらのプロテアソームとの結合も観察されたため、Sirt1欠損はプロテアソームに分解されるべきユビキチン化タンパク質の蓄積を引き起こすことが判明した。
しかしながら、昨年度までの研究においてSirt1欠損はプロテアソーム活性に影響を与えないことが分かっており、事実プロテアソーム阻害剤であるMG132を添加するとSirt1欠損細胞においてもユビキチン化タンパク質の顕著な蓄積は野生型細胞と同様に観察された。また、細胞内タンパク質分解におけるもう一つの主要な経路であるオートファジーの阻害時にもユビキチン化タンパク質の蓄積が観察されることが知られていることから、オートファジー阻害剤であるBafilomycin A1を用いた実験を行ったところ、本研究で用いているSirt1欠損細胞でのユビキチン化タンパク質の蓄積はオートファジー不全によるものではないことがわかった。
以上の結果と昨年度までのシャペロンの解析より、Sirt1欠損細胞ではユビキチン化タンパク質の分解系ではなく、ユビキチン化される不良タンパク質の生成が亢進している状況であることが明らかとなった。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (3 results)

All 2015 Other

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Sirt1-deficiency causes defective protein quality control2015

    • Author(s)
      Takuya Tomita, Jun Hamazaki, Shoshiro Hirayama, Michael W. McBurney, Hideki Yashiroda & Shigeo Murata
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 5 Pages: 12613

    • DOI

      10.1038/srep12613

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Analysis of the turnover mechanism of the proteasome2015

    • Author(s)
      Takuya Tomita & Shigeo Murata
    • Organizer
      平成27年度 新学術領域【ユビキチン制御】若手ワークショップ
    • Place of Presentation
      アピカルイン京都(京都)
    • Year and Date
      2015-07-02
  • [Remarks] 東京大学薬学系研究科蛋白質代謝学教室HP

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~tanpaku/

URL: 

Published: 2016-12-27  

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