2019 Fiscal Year Annual Research Report
Peroxisome biogenesis and human disorders
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17H03675
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| Research Institution | 株式会社レオロジー機能食品研究所 |
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Principal Investigator |
藤木 幸夫 株式会社レオロジー機能食品研究所, 未登録, 顧問研究員、九州大学-レオロジー機能食品研究所 共同研究代表 (70261237)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田村 茂彦 九州大学, 基幹教育院, 教授 (90236753)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ペルオキシソーム / PEX遺伝子 / カタラーゼ細胞内輸送制御 / プラスマローゲン / 神経形成障害 / 脳由来神経栄養因子(BDNF) / ノックアウトマウス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
A）ペルオキシソーム膜形成の分子機構の解明
N末アンカー型I型膜タンパク質の一つであり、エーテル型リン脂質プラスマローゲン生合成経路の第３段階触媒酵素DHRS7Bがペルオキシソームと小胞体に両局在化する機構を明らかにした。酸化ストレス依存的なPex14のリン酸化誘導を見出し、これが過酸化水素分解酵素カタラーゼのペルオキシソームへの輸送を抑制することで細胞の酸化ストレス抵抗性を高めるという新規抗酸化ストレス応答機構を発見した。さらに、細胞周期依存的なPex14のリン酸化がペルオキシソームの生合成と機能を制御することも明らかにした。また、ヒト全遺伝子に対する網羅的な機能阻害スクリーニングにより過酸化水素によるストレス毒性の制御に関わる遺伝子群を発見、上記の研究成果とは独立に細胞の酸化ストレス抵抗性獲得におけるサイトゾル局在性カタラーゼの重要性を見出した。
B) ペルオキシソーム形成障害の分子機構の解明
B-1) ペルオキシソーム欠損性グリア細胞におけるBDNF発現増加の分子機構解明を目的とした研究により、サイトゾル局在性カタラーゼがサイトゾルのNADHやグルタチオン等の還元性代謝産物の増加を導き、BDNFの発現増加を誘導していることを見出した。
B-2) ペルオキシソーム欠損マウス脳における遺伝子発現動態を解析するために、Pex14ノックアウトマウス脳のRNA-seq解析を行った（東京大学先端科学技術研究センター・児玉龍彦プロジェクトリーダーとの共同研究）。脳幹においてBDNF mRNAの特定のスプライシングバリアントの発現が増加していることを見出している。
B-3) ペルオキシンPex2コンディショナルノックアウトマウスを確立、脳の形態解析を行った。海馬領域においてBDNFの発現量の増加と記憶への影響が認められる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Peroxisome counteracts oxidative stresses by suppressing catalase import via phosphorylation of Pex14 in the import machinery.2020
Author(s)
Okumoto, K., El Shermely, M., Natsui, M., Kosako, H., Natsuyama, R., Marutani, T., and *Fujiki, Y. (*: corresponding author)
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Journal Title
bioRxiv (eLife, in revision)
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Mitotic phosphorylation of Pex14p regulates peroxisomal import machinery in mammals.2020
Author(s)
Yamashita, K., Tamura, S., Honsho, M., Yada, H., Yagita, Y., Kosako, H., and *Fujiki, Y.
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Journal Title
J. Cell Biol.
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Molecular basis of local energy generation during mitochondrial and peroxisomal division.2020
Author(s)
Imoto, Y., Abe, Y., Honsho, M., Okumoto, K., Ohnuma, M., Kuroiwa, H., Kuroiwa, T., and *Fujiki, Y.
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Journal Title
Plant Morphol.
Volume: in press
Pages: -
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Recent insights into peroxisome biogenesis and associated diseases2020
Author(s)
*Fujiki, Y., Abe, Y., Imoto, Y., Tanaka, A.J., Okumoto, K., Honsho, M., Tamura, S., Miyata, N., Yamashita, T., Chung, W.K., and Kuroiwa, T.
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Journal Title
J. Cell Sci.
Volume: 133
Pages: jcs236943
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A peroxisome deficiency-induced reductive cytosol state up-regulates the brain-derived neurotrophic factor pathway.2020
Author(s)
Abe, Y., Honsho, M., Kawaguchi, R., Matsuzaki, T., Ichiki, Y., Fujitani, M., Fujiwara, K., Hirokane, M., Oku, M., Sakai, Y., Yamashita,T., and *Fujiki, Y.
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Journal Title
J. Biol. Chem.
Volume: 295
Pages: 5321-5334
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Systematic identification of regulators of oxidative stress reveals non-canonical roles for peroxisomal import and the pentose phosphate pathway.2020
Author(s)
Dubreuil, M.M., Morgens, D.W., Okumoto, K., Honsho, M., Contrepois, K., Lee-McMullen, B., Traber, G.M., Sood, R.S., Dixon, S.J., Snyder, M.P., *Fujiki, Y., and *Bassik, M.C.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 30
Pages: 1417-1433
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Parkin-mediated ubiquitylation redistributes MITOL/March5 from mitochondria to peroxisomes.2019
Author(s)
Koyano, F., Yamano, K., Kosako, H., Kimura, Y., Kimura, M., Fujiki, Y., Tanaka, K., and *Matsuda, M.
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Journal Title
EMBO Rep.
Volume: 20
Pages: e47728
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Impaired plasmalogen synthesis dysregulates liver X receptor-dependent transcription in cerebellum.2019
Author(s)
Honsho, M., Dorninger, F., Abe, Y., Setoyama, D., Ohgi, R., Uchiumi, T., Kang, D., Berger, J., and *Fujiki, Y.
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Journal Title
J. Biochem.
Volume: 166
Pages: 353-361
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Peroxisomes control mitochondrial dynamics and the mitochondrion-dependent pathway of apoptosis.2019
Author(s)
Tanaka, H., *Okazaki, T., Aoyama, S., Yokota, M., Koike, M., Okada, Y., Fujiki, Y., and Gotoh, Y.
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Journal Title
J. Cell Sci.
Volume: 132
Pages: jcs224766
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Peroxisome homeostasis and biogenesis disorders2019
Author(s)
Fujiki, Y., Hosoi, K., Miyata, N., Mukai, S., Okumoto, K., Cheng, E.H., Abe, Y., Honsho, M., Itoh, R., Nakayama, K., Nakayama, K.-I., and Yamashita, T.
Organizer
NME 2019: 11th international congress of the NME/NDPK.NM23/AWD Gene Family
Int'l Joint Research
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