Selective and highly efficient protein transport system via extracellular vesicles

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K05385
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 38030:Applied biochemistry-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Shibata Toshio 九州大学, 理学研究院, 助教 (00614257)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 細胞外小胞 / EV / トランスグルタミナーゼ / 脂質修飾 / S-パルミトイル化

Outline of Final Research Achievements

TG-A, a type of transglutaminase that catalyzes protein-protein cross-linking in Drosophila, does not have a conventional N-terminal secretory signal sequence, but instead undergoes lipid modification and is secreted as extracellular vesicles (EVs). This study aimed to establish a highly efficient EV secretion system by modifying the sequence of TG-A and to elucidate the secretion mechanism. In this study, we succeeded in increasing EV secretion up to 7.5-fold by modifying the TG-A N-terminal sequences. Furthermore, we found the EV-mediated secretory pathway of TG-A and the mechanism that promotes the uptake of EVs into other cells.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

一般的に分泌された細胞外小胞（EV）は血流やリンパ液に乗り、遠隔の器官に情報を届ける細胞間情報伝達に関わることが知られており、生体の恒常性並びにがんの転移などに関与している。これまでの代表者らの研究により、TG-AのN末端から8つのアミノ酸が脂質修飾とEVへの内包化に必要かつ十分な条件であることが判明している。この配列に改変を施すと、脂質修飾の割合が向上し、EVへの内包化率も有意に上昇することが認められた。さらに、下流に生理活性タンパク質を融合することにより、他細胞に取り込まれた状態で機能を発揮することを見出した。このことは、各種生理活性タンパク質の高効率な輸送に寄与することが期待できる。