2014 Fiscal Year Annual Research Report
ＳＫＩＰによるリソソームとリソソーム関連オルガネラの選択的輸送メカニズムの解明
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14J02630
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
石田 森衛 東北大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | メラノソーム輸送 / 低分子量Gタンパク質 / モータータンパク質 / リソソーム / リソソーム関連オルガネラ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リソソーム関連オルガネラであるメラノソームは、リソソームともメラノサイト内で共存し、両者は機能に応じて細胞内の別々の場所へと選択的に輸送されているが、その制御メカニズムはこれまで全く解明されていなかった。報告者はこれまでの研究で、メラノサイトにおいて低分子量Gタンパク質Rab1Aがメラノソームの微小管順行性輸送を制御していることを示し、Rab1Aの結合分子としてSKIPというkinesin-1結合因子を同定することに成功している（Cell Struct. Funct., 2011; J. Cell Sci., 2012）。興味深いこと、SKIPは低分子量Gタンパク質Arl8との結合を介して、リソソームの微小管順行性輸送を制御することが報告されており、SKIPがRab1AとArl8を介して、メラノソームとリソソームの選択的輸送を制御している可能性が示唆されていた。本年度は、二つの低分子量Gタンパク質(Rab1A及びArl8b)、そのエフェクタータンパク質であるSKIP、ならびにkineisn-1モーターのメラノサイトにおける機能解析を実施し、「Rab1AとArl8bという異なる低分子量Gタンパク質がSKIPという共通のエフェクタータンパク質を介してリソソームとメラノソームという類似したオルガネラの輸送を制御していること」を解明した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
報告者は採用一年目である今年度、以下の二つの課題について国際誌に論文発表を行った。まず第1に本研究課題のメインテーマである「SKIPによるリソソームとリソソーム関連オルガネラの選択的輸送メカニズムの解明」に取り組み、「リソソーム上のArl8b及びメラノソーム上のRab1Aが共通エフェクターであるSKIPを介して両者の微小管順行性輸送を制御する」ことを明らかにした（Ishida et al. Sci. Rep. 5: 8238, 2015）。第2にサブテーマとして「常時活性化型Rab27A変異体の発現によるメラノソーム輸送阻害メカニズムの解明」にも取り組み、こちらに関しても筆頭著者として論文発表を行った（Ishida et al. J. Biol. Chem. 289: 11059-11067, 2014）。さらに、これらの研究業績が評価され、日本色素細胞学会の奨励賞を受賞した。以上の事柄から判断して、報告者が本年度、研究計画当初の期待以上に業績を挙げたものと判断しています。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究によりSKIP-kinesin-1複合体がRab1AとArl8を介して、メラノソームとリソソームの選択的輸送制御の一端を担っていることが確認された。しかし、多くのオルガネラの微小管順行性輸送が2種類以上のキネシンモーターによって制御されていることから、申請者はメラノソームとリソソームの微小管順行性輸送においてもkinesin-1以外のキネシンモーターによる制御が存在するものと考えている。実際、これまでの予備実験で、全てのメラノソームの微小管順行性輸送がkinesin-1のみによって制御される訳ではないという予備的知見を得ている。そこで今後は、リソソームとリソソーム関連オルガネラの選択的輸送の全貌を明らかにするために、マウスに存在する全43種類のキネシン分子からリソソームとメラノソームの輸送に関わるキネシン分子の網羅的スクリーニングを実施し、kinesin-1以外のリソソームまたはメラノソームの輸送を司るキネシン分子を同定し、それらの機能解析を行うことを検討している。
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