2018 Fiscal Year Research-status Report
Regulatory mechanism of mTOC1 signaling by ubiquitin ligase RNF182 involved in neural differentiation
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18K06685
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
金子 雅幸 広島大学, 医歯薬保健学研究科(医), 准教授 (10322827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 修治 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 部長 (20382856)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ユビキチンリガーゼ / ライソゾーム / mTOR / アミノ酸トランスポーター / ユビキチン化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、神経分化時に発現が増加するユビキチンリガーゼRNF182がmTORC1シグナル調節に関与することをことから、その分子機構を明らかにし、神経の分化におけるRNF182の役割を解明することを目的にしている。今年度は以下のことを明らかにした。
１）RNF182はライソゾームタンパク質LAPTMをユビキチン化することで、アミノ酸トランスポーターLAT1との結合を増強するが、そのユビキチン化部位として、LAPTMの細胞質側にあるN末端とC末端の保存されたリジン残基が重要であることが判明した。
２）RNF182によるLAPTMのユビキチン化はLAPTMの分解を誘導せず、むしろRNF182存在下ではLAPTMの分解が抑制されるが、そのユビキチン化部位を変異させた変異体ではLAT1のタンパク質の分解が促進した。それはライソゾーム内へのLAPTMの陥入がRNF182によるユビキチン化によって抑制されている可能性がpH感受性蛍光タンパク質を用いた結果により示された。また、LAT1のタンパク質もLAPTMと同様の傾向を示すことから、LAPTMのユビキチン化によってLAT1が形質膜からライソゾーム膜に移行し、ライソゾーム膜上で安定化されることで、Leuのライソゾームからの放出が促進され、Leuによって活性が制御されるmTORC1が活性化されている可能性が示唆された。
３）RNF182が転写因子TFEBの過剰発現によって誘導された。また、RNF182のプロモーター領域を用いたレポーターアッセイにより、ライソゾームストレスとTFEBの過剰発現によってRNF182の転写が誘導されることがわかった。
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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
計画の順序は多少前後しているが、実験の多くが予定通りに進行しており、先行して行っているものもあるため、総合的に順調に進行していると言える。２）の結果から、LAPTMの分解制御によってLAT1以外のLAPTMの結合タンパク質がRNF182によって局在と分解が制御されている可能性があり、発展性のある結果が得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は本年度の結果をさらに確実なものにするため多方面での検証も進めていきたい。とくに、RNF182によるmTORC1の活性化調節機構はLAT1のみではなく、様々なトランスポーターが関係する可能性もあることから、広い視野で研究を発展させていく。また、ノックアウトマウスやノックインマウスを用いた研究を進め、個体レベルでの生理機能の解明にも取り組んでいく。
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