2014 Fiscal Year Research-status Report
TALEN法による多重遺伝子破壊株を用いたヒト小胞体関連分解因子の網羅的機能解析
| Project/Area Number |
26840065
|
|---|
| Research Institution | Okazaki Research Facilities, National Institutes of Natural Sciences |
|---|
Principal Investigator |
蜷川 暁 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設), 岡崎統合バイオサイエンスセンター, 特別協力研究員 (80647991)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 小胞体関連分解 / 糖鎖 / マンノーストリミング / EDEM |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体で新規合成されたタンパク質は、ジスルフィド結合や、N型糖鎖付加などの翻訳後修飾を受け、小胞体シャペロンなどの助けを借りて高次構造を形成し、正しい立体構造を獲得したタンパク質のみがゴルジ体以降の分泌経路へと進む。一方、どうしても正しい立体構造を獲得できないタンパク質は、小胞体関連分解と呼ばれる機構により小胞体から細胞質に逆行輸送され、ユビキチン・プロテアソーム系によって分解される。
小胞体関連分解には様々な経路が存在することが示唆されているが、 糖鎖依存的分解経路が最も良く研究されてきた。この経路では、マンノース９個を含むM9型糖鎖からマンノースが順次刈り込みされ基質が分解へと導かれる。しかしどの酵素がマンノーストリミングを行っているかは、10年来の議論の的であった。
TALEN法を活用して、 これまで困難であったヒト培養細胞においてEDEM1、EDEM2、EDEM3の遺伝子破壊を行い、内在性EDEM familyタンパク質の機能解析を行った。その結果、３種のEDEMタンパク質全てが糖鎖刈り込み活性を有することがわかり、さらにEDEM2は糖鎖トリミングの第1段階のみに、EDEM1/EDEM3は第２段階のみに特異的に作用すると考えられる。
次に、 糖鎖に依存して分解される小胞体膜タンパク質ATF6の分解速度を調べた。その結果、野生型細胞と比較してEDEM2欠損細胞、EDEM3欠損細胞、EDEM1欠損細胞の順にATF6分解の有意な遅延が観察された。
本研究によりEDEM family分子それぞれが特異的な糖鎖刈り込み活性を持つことが分かった。またEDEM2が糖鎖刈り込みを開始し、糖鎖依存的小胞体関連分解経路において最も重要な酵素であると分かった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
論文として発表することができ、計画通り、小胞体関連分解因子familyの機能を比較しているから。
|
| Strategy for Future Research Activity |
引き続きEDEM familyタンパク質による糖鎖トリミングの意義を検証する。糖鎖依存的な分解経路は、構造異常タンパク質と構造が不安定なタンパク質では、意義が違っているかもしれない。それを深めて行く。
|
| Causes of Carryover |
執行は３月中に行ったが、会計システム上、４月に処理された為、次年度使用となった。
|
| Expenditure Plan for Carryover Budget |
執行は３月中に行ったが、会計システム上、４月に処理された為、次年度使用となった。
|
-
[Journal Article] EDEM2 initiates mammalian glycoprotein ERAD by catalyzing the first mannose trimming step.2014
Author(s)
Ninagawa S, Okada T, Sumitomo Y, Kamiya Y, Kato K, Horimoto S, Ishikawa T, Takeda S, Sakuma T, Yamamoto T, Mori K
-
Journal Title
The journal of cell biology
Volume: 206
Pages: 347-356
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
-
[Presentation] EDEM1/2/3 are α1,2-mannosidases essential for endoplasmic reticulum-associated degradation of glycoproteins2014
Author(s)
Satoshi Ninagawa, Tetsuya Okada, Yoshiki Sumitomo, Yukiko Kamiya, Satoshi Horimoto, Tokiro Ishikawa, Shunichi Takeda, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Koichi Kato, Kazutoshi Mori
Organizer
SFG JSCR Joint Meeting
Place of Presentation
Hawaii, USA
Year and Date
2014-11-16 – 2014-11-19
-
