CG-NAP function in ciliogenesis through regulation of centriolar satellite formation

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19K07356
• Research Institution: Teikyo Heisei University
• Principal Investigator: 金 憲誠 帝京平成大学, 薬学部, 講師 (70469899)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松尾 和彦 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70599753) ; 高橋 美樹子 帝京平成大学, 薬学部, 教授 (90324938)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 一次繊毛 / ゴルジ体 / 中心体 / 中心小体サテライト

Outline of Annual Research Achievements

当該年度はCG-NAPの一次繊毛形成における役割を明らかにすることを目指し、多方面より解析を試みた。
①PACT（pericentrin-AKAP450 centrosomal targeting）ドメインを持つタンパク質kendrinがCG-NAP同様にPCM1と結合することがわかった。また、CG-NAPとkendrinの両タンパク質、または片方のみをノックダウンした細胞を用いた解析より、PCM1のゴルジ体周辺への局在はCG-NAPに依存し、中心体周辺局在は両者が協調的に関与することがわかった。加えて、これらの両PACTタンパク質により形成される微小管網の影響も受けることもわかった。すなわち、進化的に保存されたPACTドメインを持つ両タンパク質が協調してPCM1の細胞内分布とその機能を調節し、それが一次繊毛の形成に関わっている可能性が示唆された。
②CG-NAP KO細胞では血清飢餓に伴う中心体Rabin8の増加が認められた。Rabin8の過剰発現はPCM1の分散と繊毛小胞の母中心小体への付着に必要な中心体CEP164の減少をもたらすこともわかり、Rabin8の適切な発現や細胞内局在が一次繊毛の形成に必要であり、CG-NAPがその調節に関わる可能性が示された。
③CG-NAP KO細胞での各種オートファゴソームマーカーの発現パターン解析より、CG-NAPがAtg8ホモログであるGABARAPの分解に関与していることがわかった。CG-NAP KO細胞ではPCM1依存的なユビキチンリガーゼE3であるMIB1の中心体への集積が起こっており、それが基質であるGABARAPの分解を引き起こした可能性が考えられた。
以上より、CG-NAPは直接または自身が形成したゴルジ微小管を介して、PCM1をはじめとする種々の繊毛形成分子の中心体方向への輸送を適切に調節するよう機能していると考えられた。