2022 Fiscal Year Research-status Report
Nuclear function and stress response of HSP70 regulated by nucleocytoplasmic transport carrier Hikeshi
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19K06500
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小瀬 真吾 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 専任研究員 (90333278)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 核-細胞質間輸送 / 熱ストレス応答 / タンパク質恒常性維持 / HSP70 / Hikeshi / HSF1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Hikeshiは、熱ストレス時に分子シャペロンHBSP70を細胞質から核に輸送する運搬体分子として同定された。しかし、Hikeshiは、熱ストレス応答時だけでなく、正常温度におけるHSP70の核局在も制御していることが判った。Hikeshiノックアウト細胞では、核のHSP70量が低下し、正常温度においても転写因子HSF1によって制御される遺伝子の発現が亢進した。このHSF1関連遺伝子の発現上昇は核局在化HSP70を発現導入すると抑制された。さらに、Hikeshiノックアウト細胞では、熱ストレス応答時の遺伝子発現にも障害が見られた。HSP70などの分子シャペロンによってHSF1転写活性が制御されることは知られていたが、正常温度におけるHSF1転写活性制御にHSP70がどのように関連しているかは明らかではなかった。本研究結果は、HSF1の転写活性が、Hikeshiによって核に輸送されるHSP70によって密接に制御されていることを示すものであり、その研究成果を原著論文として報告した。
HSP70はタンパク質恒常性維持に重要な役割を持つ。しかし、Hikeshiノックアウト細胞ではHSP70の核への移行が阻害されるので、核でのタンパク質恒常性維持機構が正常に働かない可能性が考えられた。ホタルルシフェラーゼ活性を指標に、核でのタンパク質構造安定性を解析すると、Hikeshiノックアウト細胞では、野生細胞よりも、核局在化ルシフェラーゼの活性低下が促進することが判った。また、核局在化ポリグルタミンタンパク質を発現させると、Hikeshiノックアウト細胞では、野生細胞に比べて、アポトーシスが強く誘導された。これらの結果から、HikeshiによるHSP70の核への輸送が、核でのタンパク質恒常性維持機能に重要であることが示された。
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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
Hikeshiは、熱ストレス応答時だけでなく、正常温度におけるHSP70の核局在も制御していることを明らかにした。Hikeshiノックアウト細胞では、野生型細胞に比べて、核内HSP70量が有意に低下していた。さらに、Hikeshiノックアウト細胞では、HSF1制御遺伝子の発現が正常温度下でも亢進していることを定量PCRで確認し、HSF1転写活性が、Hikeshiによって核に輸送されるHSP70によって密接に制御されていることを明らかにした。また、Hikeshiノックアウト細胞では、HSP70の核への移行が阻害されているため、核でのタンパク質恒常性維持機構が正常に機能していないことを、ホタルルシフェラーゼやポリグルタミンタンパク質を用いて明らかにした。これらの結果から、HikeshiによるHSP70の核への輸送が、核でのタンパク質恒常性維持機能に重要であることが示すことが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
分子シャペロンHSP70がHikeshiによって核に輸送されることが、核でのタンパク質恒常性維持機能と密接に関連している。HSP70の機能発現には、様々なコシャペロンの作用が必要である。代表的なコシャペロンであるJドメインタンパク質はヒトでは50種類以上存在すが、どのJドメインタンパク質が核でHSP70と協調して機能しているのかはほとんど判っていない。核におけるHSP70機能の詳細を明らかにするために、Hikeshiノックアウト細胞を使用して、どのJドメインタンパク質が核においてHSP70の機能と関連しているのかを明らかにしていく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナによる活動自粛期間等によって予算使用額が予定より少なかった。また、学会参加や研究打ち合わせの費用も当初の予定より少ないものとなった。本年度におけるsiRNAによるスクリーニングやタンパク質同定のための質量分析に重点的に使用する予定である。
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Research Products
(4 results)
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[Journal Article] Lack of Hikeshi activates HSF1 activity under normal conditions and disturbs the heat-shock response.2022
Author(s)
Kose, S., Imai, K., Watanabe, A., Nakai, A., Suzuki, Y., Imamoto, N.
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Journal Title
Life Sci. Alliance
Volume: 5
Pages: e202101241
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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