2019 Fiscal Year Annual Research Report
構造異常タンパク質の細胞内動態制御機構とその病態生理的意義の解明
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18H04022
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
村田 茂穂 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 教授 (20344070)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ユビキチン / 異常タンパク質 / アグリソーム / ダイニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. DYNC1I1によるアグリソーム形成機構の解明とその病態生理的意義の解明:DYNC1I1はダイニン複合体構成因子であり、ユビキチン結合能を有さないことから、 ユビキチン化タンパク質とDYNC1I1の間に介在する分子の存在が強く示唆された。DYNC1I1と共沈降する因子を質量分析により網羅的に探索した結果、ユビキチン結合能を有する因子を２つ同定した。これらをノックダウンするとアグリソームが形成されず、小さなユビキチン化タンパク質の凝集が細胞質中に散在することやリソソームのアグリソームへの集合に異常が生じることを見いだし、新規アグリソーム形成因子であることが強く示唆された。
2.HUIPによるユビキチン化タンパク質の核外排出機構とその病態生理的意義の解明:我々が同定した、ユビキチン化タンパク質の核外排出に関与する新規分子 HUIP欠損マウスを作出した。同マウスにおいても各種臓器においてユビキチン化タンパク質の核内蓄積を観察出来た。
3. 構造異常タンパク質の細胞内動態の制御機構とその病態生理的役割の包括的理解:構造異常タンパク質の細胞内動態を制御する新しい因子を網羅的に探索する ために、SOD1(G93R)、変異タウ、変異αシヌクレインを恒常的に発現する細胞を樹立し、各タンパク質の細胞内局在、凝集の大きさと局在を指標としたゲノムワイドsiRNAおよびCRISPR KOスクリーニングを実施し、複数の候補因子を得た。そのうちの１つが、ESCRT関連因子であり、ESCRT経路を利用した異常タンパク質のクリアランス機構が明らかになった。
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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
1. アグリソーム形成に関与する、ユビキチン化タンパク質結合能を有する新規因子２つの同定に成功した。
2.HUIP欠損マウスの作成が完了し、表現型の観察を開始することが出来た。
3.構造異常タンパク質を発現する様々な細胞の樹立に成功するとともに、ゲノムワイスクリーニングが順調に完了し、構造異常タンパク質クリアランスに関与する新規経路を明らかにすることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
1.アグリソーム形成に関与する、ユビキチン化タンパク質結合能を有する新規因子２つの同定に成功したので、その分子機構を詳細に解析する。アグリソーム形成不全による細胞ストレスと病態・生理的意義は依然として不明な点が多く、アグリソーム形成不全を来す細胞を利用してその本体に迫る。
2.HUIP欠損マウスを詳細に解析し、ユビキチン化タンパク質の核外排出機構の病態生理的意義を明らかにする。また、どのようなタンパク質が積極的に核から細胞質へ運び出されているのか、定常時とともに様々なストレス条件下において、質量分析により同定し、病態生理に関与する詳細な分子機構に迫る。
3.siRNAおよびCRISPR KOスクリーニングでESCRT関連因子を含め、多数の候補を得たので、各因子の機能解析を継続する。
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[Journal Article] Trans-omics Impact of Thymoproteasome in Cortical Thymic Epithelial Cells2019
Author(s)
Ohigashi Izumi、Tanaka Yu、Kondo Kenta、Fujimori Sayumi、Kondo Hiroyuki、Palin Amy C.、Hoffmann Victoria、Kozai Mina、Matsushita Yosuke、Uda Shinsuke、Motosugi Ryo、Hamazaki Jun、Kubota Hiroyuki、Murata Shigeo、Tanaka Keiji、Katagiri Toyomasa、Kosako Hidetaka、Takahama Yousuke
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Journal Title
Cell Reports
Volume: 29
Pages: 2901～2916.e6
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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