2014 Fiscal Year Research-status Report
Hikeshiによるストレス依存的核輸送の駆動機序とその生理機能解析
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26440109
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
小瀬 真吾 独立行政法人理化学研究所, 今本細胞核機能研究室, 専任研究員 (90333278)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 核-細胞質間輸送 / 分子シャペロン / 熱ショックストレス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Hikeshiは、熱ストレスに応答して、分子シャペロンHSP70を細胞質から核に輸送する運搬体分子として同定された。このHikeshi輸送経路が遮断されると、細胞は熱ストレスによるダメージから回復できずに細胞死を起こす。本研究は、熱ストレス時にHikeshiによる輸送の活性化機構の解明と、分子シャペロンシステムにおけるHikeshiの新しい機能を探ることで、「核-細胞質間分子輸送」と「分子シャペロン」の両システムの細胞機能における統合的理解を目指すことを目的としている。本年度は主に以下のような成果を得た。
1. Hikeshi輸送の駆動メカニズムの解析：蛍光相関分光法/蛍光相互相関分光法を利用し、HikeshiとHSP70の分子間相互作用解析を行った。HikeshiとHSP70の分子間相互作用が熱ストレス温度で劇的に上昇し、in vitro輸送系においてもHikeshi依存的なHSP70の核移行が促進することを明らかにした。熱そのものがHSP70の核輸送を活性化する重要な要素であることを示唆する結果である。
2. 分子シャペロンシステムおけるHikeshiの機能解析：Hikeshiの新しい機能発掘を目的とし、HSP70によるタンパク質フォールディング活性における効果を調べた。Hikeshiが変性ルシフェーラーゼタンパク質を基質とするタンパク質リフォールディング反応を制御することを示す結果を得た。
3. Hikeshiの結晶構造解析：ヒトHikeshiタンパク質の結晶構造を明らかにした。Hikeshiは、主にC末側領域で特徴的な非対称性ホモダイマーを形成すること、このダイマー形成がHSP70との結合ならびに核への輸送に重要であることを明らかにした。また、N末側領域の疎水性ポケットと柔軟性のあるループ構造の分子内相互作用が、Hikeshiの核膜孔通過活性を制御していることを示唆する結果を得た。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
Hikeshi結晶構造解析を原著論文として発表出来たことは重要な成果である。今後のHikeshiの細胞内機能を解析する上で非常に有益である。また、Hikeshiがタンパク質フォールディングにも関与することを示唆する結果を得たことは、今後のHikeshi機能の幅広い研究分野展開に非常に重要である。
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| Strategy for Future Research Activity |
Hikeshiの核-細胞質間輸送における機能解析を進めるとともに、タンパク質フォールディングや分子シャペロンシステムへの機能を分子レベルで明らかにすることを目指す。また、疾患原因となるHikeshi点変異が明らかとなったので、その解析を進める。
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| Causes of Carryover |
RNA-seqや質量分析の外注費を予定していたが、当年度中に間に合わなかったため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度の外注費として予定している。
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[Journal Article] Structural and functional analysis of Hikeshi, a new nuclear transport receptor of Hsp70s2015
Author(s)
Song, J., Kose, S., Watanabe, A., Son, S.Y., Choi, S., Hong, H., Yamashita, E., Park, I.Y., Imamoto, N., Lee, S.J.
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Journal Title
Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr.
Volume: 71
Pages: 473-483
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] The Schizosaccharomyces pombe Hikeshi/Opi10 protein has similar biochemical functions to its human homolog but acts in different physiological contexts2014
Author(s)
Oda, Y., Kimura, M., Kose, S., Fasken, M.B., Corbett, A.H., Imamoto, N.
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Journal Title
FEBS Lett.
Volume: 588
Pages: 1899-1905
DOI
Peer Reviewed
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