2017 Fiscal Year Research-status Report

COPII因子による小胞輸送を支える時空間制御機構の解明

Research Project

Project/Area Number	16K07340
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	佐藤健東京大学, 大学院総合文化研究科, 教授 (00303602)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2019-03-31
Keywords	小胞輸送 / 低分子量GTPase / 小胞体 / COPII
Outline of Annual Research Achievements	真核細胞内における小胞輸送において、小胞体（ER）からの輸送小胞（COPII）の形成は、小胞体出口部位（ER exit sites）と称されるサブコンパートメントで行われていると考えられており、このER exit sitesが受ける高度な制御によって輸送反応が時空間的に制御されている。この小胞体におけるER exit sitesの形成メカニズム、および輸送反応の時空間制御のメカニズムについて解析を行った。平成２９年度は、昨年度までに酵母two-hybrid法により同定したCOPIIコートのサブユニットと相互作用することが示唆される２つの脱リン酸化酵素について、COPII小胞形成への関与について解析を行った。これら２つの脱リン酸化酵素を欠損させた酵母株の作成を行い、COPII小胞の形成に関わる因子群の細胞内局在、およびリン酸化された因子の蓄積について検討を行った。その結果、欠損株において、COPIIコートを形成する特定のサブユニットの細胞内局在の変化、およびリン酸化されたこのサブユニットが細胞内に蓄積することが認められた。また、２つの脱リン酸化酵素のうち、片方のみを欠損させた場合には、上記のような効果が見られなかったことから、同定した２つの脱リン酸化酵素は、冗長的に機能していることが明らかとなった。これらのことより、昨年度までに同定した脱リン酸化酵素が、ERからの輸送小胞形成に関与していることが明らかとなった。また、ER exit sitesの形成に深く関与することが示唆されている足場タンパク質Sec16について、顕微鏡下に形成させた人工脂質平面膜上に再現したCOPII小胞形成反応における動態を、昨年度までに最適化した条件を用いて解析したところ、COPIIコート、および積み荷タンパク質が形成するクラスター内にSec16が取り込まれていることが明らかとなった。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 研究計画において設定した今年度に達成すべき項目について、ほぼ全てについて着手し、目的の制御因子となる因子を同定することができ、次年度の研究につながる成果が得られている。
Strategy for Future Research Activity	昨年度までに同定した２つの脱リン酸化酵素が制御する反応について解析を行い、小胞体からの輸送小胞形成を制御するメカニズムについて明らかにするとともに、足場タンパク質Sec16のCOPII小胞形成過程における挙動を、人工脂質平面膜上で検出して解析を行う。
Causes of Carryover	（理由）分子生物学試薬の使用が、予定よりも少なかったためであるが、その額は僅かである。（使用計画）昨年度に引き続き、小胞体からの小胞輸送を時空間的に制御する分子基盤の解析に伴い、分子生物学試薬、微生物培養試薬、生化学試薬、プラスチック製品などの消耗品の購入を行う。また、研究補助者の人件費、成果発表のための旅費、および研究成果論文発表のための費用についても計上する。