Molecular mechanism of ER-phagy termination by ubiquitination

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06171
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: Kajiho Hiroaki 神戸大学, 医学研究科, 講師 (70401221)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 小胞体 / ユビキチン

Outline of Final Research Achievements

Cells degrade intracellular components to regenerate proteins and lipids and to produce energy for survival under starved conditions. This self-digestion process is called autophagy. ER-phagy is a selective form of autophagy for the ER-resident proteins, and is mediated by ER-phagy receptors. When the extracellular circumstance changes from starved conditions to nutrient rich conditions, ER-phagy receptors have to be promptly degraded to terminate ER-phagy. However, the molecular mechanism of the degradation of the ER-phagy receptors remains unknown. We found that Lunapark, a ubiquitin ligase localizing at the three-way junctions of the ER tubular network, binds to p63, one of the ER-phagy receptors. Lunapark ubiquitinated p63 for proteasomal degradation. These results suggest that ubiquitination of p63 by Lunapark is important for ER-phagy termination.

Free Research Field

生化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

小胞体でのユビキチン化反応は一般的にタンパク質の品質管理機構として用いられる。本研究課題により、小胞体でのユビキチン化反応が飢餓状態から栄養状態の回復に伴うERファジーの終結で重要である可能性が示され、小胞体でのユビキチン化反応の新たな役割を提唱できた。
細胞に感染したウイルスは小胞体で膜を利用して増殖する。ERファジーはこのようなウイルスの排除機構としても用いられている。本研究課題によりLunaparkによるERファジー受容体p63へのユビキチン化の異常がウイルス感染症を引き起こす可能性が考えられる。今後、Lunaparkをターゲットとしたこれらの感染症に対する創薬への応用が十分考えられる。