2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the mechanism of soluble protein secretion regulated by a small GTPase Rab6
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18K14692
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
本間 悠太 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70812642)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Rab / 小胞輸送 / 分泌経路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分泌経路は、細胞が可溶性分泌タンパク質や膜タンパク質を細胞外（細胞膜）へと輸送する主要な経路であるが、特にゴルジ体以降について、どのようにカーゴ（積荷）分子の輸送・選別が行われているか不明な点も多い。本研究では、低分子量Gタンパク質であるRab6の、ゴルジ体以降の分泌経路における機能解明を目的とした。
Rab6のノックアウト（KO）細胞と、そこにGFP-Rab6を発現させたレスキュー細胞はすでに樹立済みであり、まずはその表現型を詳細に解析した。最初に、野生型細胞とRab6-KO細胞から分泌された総タンパク質を回収し、質量分析で網羅的・定量的に比較することで、Rab6-KO細胞では可溶性分泌タンパク質全般の分泌が阻害されていることを明らかにした。一方で、細胞表面の膜タンパク質の量には大きな差は見られなかった。シグナル配列を付加したGFPを可溶性分泌タンパク質のモデルカーゴとして用い、分泌量を定量した場合にも、Rab6-KO細胞において顕著な分泌阻害が見られた。一方、このモデルカーゴに膜貫通領域を付加してその輸送速度を定量すると、Rab6-KO細胞において阻害されていたものの、その影響は可溶性タンパク質に比べるとマイルドだった。また、リソソーム阻害剤を用いた実験などから、分泌されなかったカーゴは、リソソームへ異所的に運ばれてしまうことが明らかとなった。これらの結果から、Rab6は分泌全般、特に可溶性タンパク質の分泌に重要であると考えられた。
また、Rab6特異的な結合分子（エフェクター）として報告されている、Bicaudal-D1/2、ELKS1/2のノックアウト細胞を作製したが、Rab6-KO細胞と同じ表現型を示さなかった。従って、分泌経路におけるRab6の機能には、別のエフェクターが関与していると考えられた。
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