膜オルガネラ動態を制御する新しいタイプの低分子量Ｇ蛋白質群の機能解析

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 23370083
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 紺谷 圏二 東京大学, 薬学研究科(研究院), 准教授 (30302615)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 福山 征光 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (20422389) ; 齋藤 康太 東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (60549632)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 低分子量Gタンパク質 / 細胞内物質輸送 / オルガネラ / 一次繊毛 / 神経細胞

Outline of Annual Research Achievements

Arf/ArlファミリーGタンパク質Arl13bは、繊毛性疾患ジュベール症候群の原因遺伝子産物であり、Arl13bの一次繊毛への局在化がその機能発現に重要であることが知られていたが、その繊毛局在化メカニズムに関しては不明であった。そこで、Arl13bの一次繊毛への局在化に必要なドメインを同定する目的で、各種のArl13b欠失変異体の細胞内局在を検討し、１）Arl13bのN末端のパルミトイル化修飾とC末端近傍のRVxPモチーフの両者が一次繊毛への局在化に必要であること、２）Arl13bはゴルジ体に局在する酵素群によってパルミトイル化されること、３）RVxPモチーフを介した選別輸送はゴルジ体以降の過程で起こること、を明らかにした。
Di-RasはRasファミリーに属する低分子量Gタンパク質である。これまでにDi-Rasが神経組織特異的に発現することを見いだしているが、その機能や活性制御因子については未解明である。今回、Di-Rasの生化学的性状を明らかにする目的で、ラット脳ホモジェネートからDi-Rasの精製を行ったところ、Di-Rasはラット脳細胞質画分において、SmgGDSと複合体を形成して存在することが明らかとなった。SmgGDSは低分子量Gタンパク質RhoAなどに対し、グアニンヌクレオチド交換促進因子として機能することが知られているが、Di-Rasに対してはそのような活性を示さず、Di-Rasのグアニンヌクレオチドに対する親和性を低下させた。従って、脳細胞質中のDi-RasはSmgGDSと複合体を形成することで、グアニンヌクレオチドに対して低親和性の不活性化状態に維持されている可能性が示唆された。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Active transport and diffusion barriers restrict Joubert Syndrome-associated ARL13B/ARL-13 to an Inv-like ciliary membrane subdomain (2013)
  • Author(s): Cevik, S., Sanders, A., Wijk, E., Boldt, K., Clarke, A., van Reeuwijk, J., Hori, Y., Horn, N., Hetterchijt, L., Wdowicz, A., Mullins, A., Kida, K., Kaplan, O., van Beersum, S., Wu, K., Letteboer, S., Mans, D., Katada, T., Kontani, K., Ueffing, M., Roepman, R., Kremer, H., Blacque, O.
  • Journal Title: PLoS Gen. Volume: 9 Pages: e1003977
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1003977
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Genetically encoded calcium indicator illuminates calcium dynamics in primary cilia (2013)
  • Author(s): Su, S., Phua, SC., DeRose, R., Chiba, S., Narita, K., Kalugin, PN., Katada, T., Kontani, K., Takeda, S., Inoue, T.
  • Journal Title: Nature Methods Volume: 10 Pages: 1105-1107
  • DOI: 10.1038/nmeth.2647
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Arl8/ARL-8 functions in apoptotic cell removal by mediating phagolysosome formation in C. elegans (2013)
  • Author(s): Sasaki, A., Nakae, I., Nagasawa, M., Hashimoto, K., Abe, F., Saito, K., Fukuyama, M., Gengyo-Ando, A., Mitani, S., Katada, T., Kontani, K.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell. Volume: 24 Pages: 1584-1592
  • DOI: 10.1091/mbc.E12-08-0628
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 低分子量Gタンパク質DiRas2のSmgGDSによる動態調節機構 (2014)
  • Author(s): 江上 幸子、荻田 佳孝、紺谷 圏二、堅田 利明
  • Organizer: 第13回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2014
  • Place of Presentation: 富山国際会議場（富山県富山市）
  • Year and Date: 2014-09-21
• [Presentation] リソソームへの物質輸送に介在する低分子量Gタンパク質ARL8 (2013)
  • Author(s): 紺谷圏二
  • Organizer: 細胞内ロジスティクス シンポジウム
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台国際会議場（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2013-09-18
  • Invited
• [Presentation] 低分子量Gタンパク質Di-Ras2とSmgGDSの相互作用に関する生化学的解析 (2013)
  • Author(s): 荻田佳孝、江上幸子、紺谷圏二、堅田利明
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • Year and Date: 2013-09-12
• [Presentation] ARL8 mediates phagolysosome formation for apoptotic cell clearance in C. elegans (2013)
  • Author(s): Kontani K, Sasaki A, Hashimoto K, Gengyo-Ando K, Mitani S, Katada T.
  • Organizer: FASEB Summer Research Conferences: ARF and Rab family G Proteins. Oral Presentation
  • Place of Presentation: Snowmass（アメリカ）
  • Year and Date: 2013-07-31
• [Presentation] リソソームへの物質輸送に介在する低分子量Gタンパク質ARL8 (2013)
  • Author(s): 紺谷圏二、佐々木文佳、堅田利明
  • Organizer: 第8回トランスポーター研究会
  • Place of Presentation: 熊本大学（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2013-06-16
  • Invited
• [Remarks] 東京大学大学院 薬学系研究科 生理化学教室
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/