2020 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 | 構造異常タンパク質 / アグリソーム / ユビキチン / ダイニン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
下記1-3の項目について研究を行った。
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。また、HUIPが新規合成不良タンパク質の核外排出に働いていることを明らかにした。
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経路が従来知られているmulti vesicular bodyを介したリソソーム分解では無く、プロテアソームを経由した分解に関与していることを初めて明らかにした。
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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。さらに、HUIPが核外に運び出している基質を特定することに成功した。
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。本経路はこれまで想定されていなかった新規性の高い発見であった。
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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、新規形成異常タンパク質を主要な基質とすることを明らかにしたので、さらなる具体的な基質の絞り込み、およびスプライシング異常による異常タンパク質形成の観点から生理的意義を明らかにする。
3.スクリーニングにより取得したESCRT関連因子の欠損マウスを作成し、マウス個体における異常タンパク質クリアランスにおける役割を明らかにする。
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