2016 Fiscal Year Annual Research Report
Controllable degradation method for proteins using a novel degradation tag
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16H03289
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
有本 博一 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (60262789)
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2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | タンパク質 / 細胞内分解 / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2007年に報告した新規タンパク質翻訳後修飾であるS-グアニル化は、細胞内からのA群レンサ球菌のオートファジーによる排除において目印（分解タグ）として機能することがわかった。そこで、本研究課題では、S-グアニル化を細胞内の特定タンパク質に導入して、選択的な分解を誘起することを目指した。
特定のタンパク質にS-グアニル化を導入する手法としては、HaloTag法を用いた。モデル基質であるEGFP-HaloTagタンパク質をHeLa細胞に発現させ、塩化アルキル(HaloTagリガンド）の形で、S-グアニル化を導入したところ選択的なオートファジー分解が見られた。
しかしながら、S-グアニル化構造を含む塩化アルキルは予想外にHaloTagタンパク質との反応性が低く、分解タグの導入効率が不十分であった。このため、S-グアニル化の類似化合物を数十種類合成して、分解タグとしての構造活性相関を調査し、優れた特性を示す分解タグを複数見出した。
新たに見出した分解タグと、タンパク質や細胞小器官に結合する低分子（標的化リガンド）をリンカーで繋いだ分子を合成しその評価を行った。ウェスタンブロットによって解析すると、標的タンパク質の細胞内レベルが6-24時間後に半減することが確認できた。また、この減少が、リソソーム阻害剤で影響を受けることなどから、プロテアソーム分解ではなくオートファジーが関わることが示された。
さらに、個体寿命に関わる遺伝子を改変したモデル線虫の作成を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題は、「S-グアニル化」が広範な基質の選択的分解に適用できるという大きな仮説をおいてスタートした。本年度の検討によって、細菌以外のタンパク質を選択分解できることがわかり、仮説は概ね支持されたと考えられる。初年度に、大きな山を越えたことから、研究は順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の計画実施に予定以上の時間がかかり、研究費の繰越を行ったが、スケジュールの遅れは軽微である。次年度以降も、当初計画に従って、研究を進めていく予定である。
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