2019 Fiscal Year Annual Research Report
ゴルジ体における可溶性分泌蛋白質の新規選別機構の解明
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19H03220
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福田 光則 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50311361)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 低分子量Gタンパク質Rab / 分泌経路 / 上皮細胞 / Rab panel / スクリーニング / ノックアウト細胞 / 可溶性タンパク質 / 膜輸送 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分泌経路とは、小胞体で合成された可溶性の分泌タンパク質（以下、可溶性タンパク質と略）や膜タンパク質を輸送小胞に包み込み、ゴルジ体経由で細胞膜へと輸送する代表的な小胞輸送（膜輸送）の経路である。一般的に、小胞体から積み荷を含む小胞が出芽する際には、可溶性タンパク質と膜タンパク質は同じ輸送小胞に選別されており、ゴルジ体からの出芽の際にも同様な仕組みが用いられると考えられている。しかし、ゴルジ体から出芽する可溶性タンパク質の小胞と膜タンパク質の小胞が同一であるかは、これまで実験的には証明されていなかった。そこで本研究では、小胞輸送の普遍的制御因子である低分子量Gタンパク質・Rabファミリーに焦点を当て、ゴルジ体におけるこれら二種類のタンパク質の選別・輸送機構の違いを明らかにすることを目指している。本年度はまず、イヌ腎臓上皮細胞由来のMDCK細胞を用いて、哺乳動物に共通して存在する58種類全てのRabのノックアウト（KO）細胞株の樹立に世界に先駆けて成功した。次に、これらのKO細胞株を用いて網羅的な機能解析を行い、Rab6（Rab6A/Bの両方）を欠損すると、膜タンパク質の細胞膜局在には殆ど影響はみられないが、可溶性タンパク質の分泌のみが著しく低下していることを見出した。このため、Rab6のKO細胞では細胞外マトリックスの成分がほとんど側底膜側に分泌されておらず、上皮組織の機能に重要な基底膜が形成できないことを突き止めた（J. Cell Biol., 2019）。
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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
本年度は、上皮組織のモデル細胞であるMDCK細胞を用いて、哺乳動物に存在する全てのRabのノックアウト細胞株の樹立に成功した。また、Rab6が可溶性タンパク質の分泌制御を通して基底膜形成を促進することを突き止めるなど、当初の期待以上の成果を挙げることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き、Rab6の制御因子の探索とその機能解析を進めることで、Rab6を介する可溶性タンパク質の分泌の分子基盤の解明を行う予定である。
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[Journal Article] Unveiling the interaction between the molecular motor Myosin Vc and the small GTPase Rab3A.2020
Author(s)
Dolce, L. G., Ohbayashi, N., da Silva, D. F. C., Ferrari, A. J. R., Pirolla, R. A. S., Schwarzer, A. C. de A. P., Zanphorlin, L. M., Cabral, L., Fioramonte, M., Ramos, C. H. I., Gozzo, F. C., Fukuda, M., de Giuseppe P. O. and Murakami, M. T.
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Journal Title
J. Proteomics
Volume: 212
Pages: 103549
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Comprehensive knockout analysis of the Rab family GTPases in epithelial cells.2019
Author(s)
Homma, Y., Kinoshita, R., Kuchitsu, Y., Wawro, P. S., Marubashi, S., Oguchi, M. E., Ishida, M., Fujita, N. and Fukuda, M.
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Journal Title
J. Cell Biol.
Volume: 218
Pages: 2035-2050
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Specific TBC domain-containing proteins control the ER-Golgi-plasma membrane trafficking of GPCRs.2019
Author(s)
Wei, Z., Zhang, M., Li, C., Huang, W., Fan, Y., Guo, J., Khater, M., Fukuda, M., Dong, Z. Hu, G, and Wu, G.
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Journal Title
Cell Rep.
Volume: 28
Pages: 554-566
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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