小胞体MAMの形成および機能におけるsyntaxin17の役割

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25291029
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 多賀谷 光男 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (30179569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 井上 弘樹 東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (10294448) ; 橋本 吉民 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (50616761) ; 新崎 恒平 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (70609990)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 小胞体 / ミトコンドリア / syntaxin17 / レジオネラ / 神経変性疾患

Research Abstract

Syntaxin17（Syn17）は、小胞体のMAM（mitochondria-associated membrane）に局在し、膜融合活性とは異なる機能を発揮して、MAM構造の形成およびミトコンドリアの分裂を制御している。本申請研究は、Syn17を足がかりとして、MAMの構築機構、MAMによるミトコンドリアの分裂制御機構を明らかにすることを目的としている。本年度は以下の成果を得た。
１．Syn17とミトコンドリアとの相互作用：Syn17は、GTPおよび微小管依存的にDrp1（ミトコンドリアの分裂を司るGTPase）と結合し、この結合にはMAMとミトコンドリアの繋留が必須であることを示した。Syn17は、オートファジーに関与することが報告されているが、飢餓誘導に伴い、Syn17はDrp1から解離し、ATG14L（オートファゴソーム形成因子）と相互作用することが判明した。
２．Syn17複合体の同定：FLAG-Syn17の安定発現細胞を構築し、免疫沈降によってSyn17結合タンパク質を多数同定した。その多くは、小胞体およびミトコンドリアに存在するタンパク質であり、またラフトに局在することが報告されているタンパク質も含まれていた。さらに、神経変性疾患に関与することが報告されているタンパク質も含まれていた。
３．レジオネラ菌の感染におけるSyn17の関与：レジオネラ菌は細胞内に侵入後、小胞体由来輸送小胞（本来はゴルジ体へ輸送される）を引き寄せ、LCV（Legionella containing vacuole）を形成し、さらに小胞体内に侵入して増殖する。レジオネラ感染に伴い、Syn17が分解されるという現象を見い出した。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

同定されたSyn17結合タンパク質の解析を通じて、神経変性疾患に関して当初の計画以上に興味深い結果が得られる可能性が出てきている。また、レジオネラ菌の感染についても同様である。しかしながら、当初の計画にあげた「in vitro系を用いたSyn17の膜構造形成機構の解明」についてはあまり進展していない。

Strategy for Future Research Activity

基本的には、当初の計画どおりに研究を進めていく予定である。平成26年度は以下の研究を進めていく予定である。（１）Syn17の翻訳後修飾の可能性について検討する。（２）細胞分化過程、栄養条件、アポトーシス刺激等によるMAM構造の変化を調べ、さらに変化の分子的基盤を探求する。（３）同定したSyn17結合タンパク質の機能解析と神経変性疾患との関連を調べる。（４）レジオネラ菌感染に伴うSyn17の生理的意義を解明する。（５）リポソームおよびアフリカツメガエルの卵抽出液を用いたin vitroの解析系の確立を目指す。

Research Products

• [Journal Article] MAMの新たな機能と関連疾患 (2014)
  • Author(s): 2. 多賀谷光男、若菜裕一、川端美緒
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 33 Pages: 436-442
• [Journal Article] PtdIns(3)P-bound UVRAG coordinates Golgi-ER retrograde and Atg9 transport by differential interactions with the ER tether and the Beclin1 complex. (2013)
  • Author(s): He, S., Ni, D., Ma, B., Lee, J.-H., Zhang, T., Ghozalli, I., Pirooz, S. D., Zhao, Z., Bharatham, N., Li, B., Oh, S., Lee, W.-H., Takahashi, Y., Wang, H.-G., Minassian, A., Feng, P., Deretic, V., Pepperkok, R., Tagaya, M., Yoon, H. S., and Liang, C.
  • Journal Title: Nat. Cell Biol. Volume: 15 Pages: 1206-1219
  • DOI: 10.1038/ncb2848
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new role for RINT-1 in SNARE complex assembly at the trans-Golgi network in coordination with the COG complex. (2013)
  • Author(s): Arasaki, K., Takagi, D., Furuno, A., Sohda, M., Misumi, Y., Wakana, Y., Inoue, H., and Tagaya, M.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 24 Pages: 2907-2917
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-01-0014
  • Peer Reviewed
• [Presentation] レジオネラ菌の小胞体への侵入にはRab6が機能する (2014)
  • Author(s): 川端美緒、加藤郁子、新崎恒平
  • Organizer: 第87回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20140326-20140328
• [Presentation] Rab4及びRab10のレジオネラ感染における機能解析 (2014)
  • Author(s): 加藤郁子、川端美緒、新崎恒平
  • Organizer: 第87回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 20140326-20140328
• [Presentation] 浸潤突起形成に関わるSNAREタンパク質の探索 (2013)
  • Author(s): 青木瑶子、渡邉卓也、多賀谷光男、井上弘樹
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 20131203-20131206
• [Presentation] 小胞体とミトコンドリアの接触部位におけるsyntaxin17の役割 (2013)
  • Author(s): 多賀谷光男、新崎恒平
  • Organizer: 第86回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 20130911-20130913
  • Invited
• [Presentation] RINT-1の新たな役割：COG複合体との協調によるTGN局在SNARE複合体の会合の調節 (2013)
  • Author(s): 新崎恒平、高木大地、古野暁子、相田美和、三角佳生、多賀谷光男
  • Organizer: 第65回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 20130619-20130621
• [Remarks] 分子細胞生物学研究室のページ
  • URL: http://pathos.ls.toyaku.ac.jp/?page_id=121