脂肪酸合成を支配する転写因子SREBP-1cの新たな制御メカニズムの解明

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K09016
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小林 孝安 東北大学, 動物遺伝子実験支援センター, 准教授 (10221970)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: protein phosphatase / PPM1L

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度の成果を元に実験を行い以下のような成果を得た。
（1）酵母2HYBスクリーニングでPPM1Lと会合すると考えられる部位(ヒトSREBP1cの341-535　残基)には、AMPKによるリン酸化され活性抑制に関与するSer残基(Ser372)と、GSK3 beta依存性にリン酸化され、E3リガーゼFbw7依存性タンパク質分解に関与するThrおよびSer残基（Thr402およびSer406）が含まれている。通常、GSK3betaによるリン酸化には4残基C末側のSerまたはThr残基がリン酸化されることが必要であるが、これまでそれを担うプロテインキナーゼについては不明であった。今回、大腸菌で発現したSREBP1タンパク質を基質として検討したところ、あらかじめdual-specificity tyrosine phosphorylated and regulated protein kinase2 (DYRK2)でリン酸化させておくと、GSK3betaによるのリン酸化が亢進した。一方、protein kinase CK1やCK2はGSK3betaによるリン酸化に影響を与えなかった。これらのことから、SREBP1cにおいては、DYRK2がGSK3beta依存性リン酸化に必要なC末側のリン酸化を担っていることが明らかとなった。
(2) PPM1Lの細胞における機能を明らかにする一端としていくつかの培養細胞株において、CRISPR/Cas9法を用いてノックアウト（KO）細胞を作製し、遺伝子破壊の影響を検討した。HEK293細胞のKO細胞は細胞サイズが野生株と比較し、大きくなっていることが明らかとなった。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染症の拡大に伴う約1ヶ月半の在宅勤務や、令和3年2月に発生した宮城県沖の地震による被害の影響で研究活動が大きな影響を受け、研究の遂行に遅延が生じた。

Strategy for Future Research Activity

(1)現在構築中のin vitroタンパク質リン酸化系の構築を進め、リン酸化の検出の特異的な抗体の他、phostagアクリルアミドを用いたSDS-PAGEでの移動度の変化を指標とした解析を行う。
(2)PPM1Lノックアウト細胞が示す興味深い性質（培養用ディッシュへの細胞接着性や、細胞サイズの変化）についてSREBPとの関連性について検討する。

Causes of Carryover

一部実験が完遂せず、進行中であるため。

Research Products

• [Journal Article] Time-Series Transcriptome Analysis Reveals the miR-27a-5p-Ppm1l Axis as a New Pathway Regulating Macrophage Alternative Polarization After Myocardial Infarction (2021)
  • Author(s): Goto, S., Ichihara, G., Katsumata, Y., Ko, S., Anzai, A., Shirakawa, K., Endo, J., Kataoka, M., Moriyama, H., Hiraide, T., Kitakata, H., Kobayashi, T., Fukuda, K., Sano, M.
  • Journal Title: Circ J Volume: - Pages: -
  • DOI: 10.1253/circj.CJ-20-0783
  • Peer Reviewed / Open Access