2017 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism for ionic environment formation and organelle trafficking by proton-pumping V-ATPase
| Project/Area Number |
15K07939
|
|---|
| Research Institution | Iwate Medical University |
|---|
Principal Investigator |
中西 真弓 岩手医科大学, 薬学部, 教授 (20270506)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
|
| Keywords | プロトンポンプ / 分泌リソソーム / オルガネラ輸送 / Rab7 / Rab27 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、破骨細胞の分泌リソソームにおけるプロトンポンプV-ATPaseの役割の解明を目的としている。これまでの研究から、V-ATPaseのa3イソフォームが、リソソーム輸送を制御するRab7をリソソームにリクルートすると考えている。
今年度は、分泌リソソームに関わるRabタンパク質を同定する目的で、破骨細胞にGDT型（ドミナント・ネガティブ）Rab7, Rab27A, Rab11Bをそれぞれ発現させたところ、GDT型Rab7でのみリソソームの外向きの輸送が抑制された。Rab7が分泌リソソームの輸送に関与することがわかった。Rab27は、分泌リソソームが形質膜と融合する過程に関わることが報告されているが、リソソームの移動には関与しないと考えられる。
これらのRabタンパク質とa3の結合を詳しく解析したところ、a3は不活性型のRab7やRab27Aと結合するが、活性型とは結合しなかった。また、リサイクリング・エンドソームの移動に関わるRab11Bとはほとんど結合しなかった。すなわち、a3はRab7やRab27の不活性型と特異的に結合する。興味深いことに、a3を欠損した破骨細胞では、Rab7やRab27Aは、活性型でさえリソソームに局在しなかった。以上の結果は、Rab7やRab27の不活性型がa3と結合することによりリソソームにリクルートされ、活性化された後、a3依存的にリソソームに安定に局在することを示唆している。
大理石病患者のa3遺伝子に変異が入っていることが報告されている。発症機構を解明するために、a3欠損破骨細胞に変異a3を導入したところ、検討した2種類の変異ではa3は発現しなかった。変異a3は、安定発現できないために破骨細胞の機能不全を引き起したと考えられる。
本研究は、V-ATPaseが関わる分泌リソソームの輸送機構の一端を明らかにした。
|
