2019 Fiscal Year Research-status Report
小胞体膜タンパク質の品質管理に関わる新規因子の遺伝学的探索と生化学的解析
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18K19306
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
中務 邦雄 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90547522)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2021-03-31
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| Keywords | 小胞体 / 膜タンパク質 / ユビキチン / プロテアソーム / 分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体に構造異常タンパク質が蓄積すると、UPR（Unfolded Protein Response）を介して分子シャペロンの発現が誘導され、異常タンパク質の修復が行われる。しかし修復できなかった異常タンパク質は、細胞質に送り返され、プロテアソームによって分解される。この分解系はERAD（ER-associated degradation）と呼ばれている。 小胞体内腔の異常タンパク質は小胞体膜の「孔（膜透過チャネル）」を通じて細胞質へ送り返された後、プロテアソームによって分解される。孔の実体は長い間不明であったが、ごく最近有力な候補が同定され、約20年の議論に終止符が打たれようとしている。しかし、膜タンパク質の具体的な分解経路はほとんど分かっていない。この問題は小胞体の膜タンパク質だけでなく、プロテアソームによって分解されるすべてのオルガネラの膜タンパク質に共通する問いである。 本研究では、複数回膜貫通タンパク質のERADに関わる、新規因子の遺伝学的探索を行ってきた。具体的には、出芽酵母でモデル基質を発現させ、細胞質画分と膜画分に分離した後、細胞質画分に分画されユビキチン化基質の有無を指標に、膜タンパク質の分解に関わる新規因子の探索を試みた。分解のメカニズムに関する生化学的な解析について、去年度から継続していた海外グループとの共同研究が完成して、論文が出版された。この研究では、小胞体の膜を貫通するモデルタンパク質を解析した結果、膜中における膜貫通ドメインの安定性と分解効率の間に相関がみられることが分かった。さらに、国内グループとの共同研究も進み、ミトコンドリアに誤局在した膜貫通タンパク質の分解経路が明らかになった。
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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
去年度から継続して行ってきた膜タンパク質の分解メカニズムの解析について、海外グループとの共同研究が完成し、最終的に論文を出版した。小胞体の膜を貫通するモデルタンパク質について、膜中における膜貫通ドメインの安定性と分解効率の間に相関があることが示唆された。さらに、国内グループとの共同研究も進んだ。ミトコンドリアに誤局在した膜タンパク質が、一度引き抜かれて小胞体膜に送られ、特異的なユビキチンリガーゼによってユビキチン化されて、細胞質で分解されることが明らかになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、複数回膜貫通タンパク質のERADに焦点をしぼり、そこに関わる新規因子の探索を目指してきた。我々の研究室では最近、小胞体・ミトコンドリア膜接触部位を形成するタンパク質や、小胞体から形成される脂肪滴上のタンパク質の分解に関わるE3リガーゼなどを見出しつつある。これらの解析には、本提案課題で用いている手法（細胞を細胞質画分と膜画分に分離した後、細胞質画分に分画されユビキチン化基質を検出する手法）が有効である。新しく見出したこれらの因子について、ERADへの関与も検証することにより、ERADにおける膜タンパク質の分解メカニズムについてさらに解析を進める予定である。
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| Causes of Carryover |
最終的に1万円以下の差額が生じたので、次年度以降、消耗品費などにあてていく。
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