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膜脂質を基軸としたオルガネラ連携ゾーンの解明

Planned Research

Project AreaToward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number 17H06418
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

新井 洋由  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 客員研究員 (40167987)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 河野 望  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (50451852)
向井 康治朗  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (90767633)
Project Period (FY) 2017-06-30 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥73,450,000 (Direct Cost: ¥56,500,000、Indirect Cost: ¥16,950,000)
Fiscal Year 2021: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2020: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2019: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000)
Fiscal Year 2018: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2017: ¥12,480,000 (Direct Cost: ¥9,600,000、Indirect Cost: ¥2,880,000)
Keywords膜脂質 / オルガネラ / シグナル伝達 / 脂質 / エンドソーム / 細胞内膜輸送
Outline of Annual Research Achievements

[自然免疫応答におけるゴルジ体⇒エンドソーム⇒リソソーム連携ゾーンの解析]
これまでの研究結果からリン酸化TBK1がトランスゴルジネットワークの一部の領域に存在することがわかった。TBK1がリン酸化する前の過程としてSTING上にTBK1がリクルートされることが示唆されているが、どのオルガネラでTBK1のリクルートが起きているかは明らかとなっていなかった。そこで今年度は、TBK1ノックアウト細胞を作成し、蛍光タンパク質タグ付きTBK1をレスキューして可視化し、TBK1がリクルートされるゾーンを同定した。その結果、TBK1のリクルートのステップもトランスゴルジネットワークの一部の領域で起きることを見出した。
[小胞体カルジオリピンゾーンの解析]
精巣には他の組織にはみられないカルジオリピン分子種、tetrapalmitoylcardiopin(TPCL)が存在する。TPCLの精巣における機能を検討した結果、TPCLは精子細胞に豊富に存在すること、TPCLは通常カルジオリピンが存在するミトコンドリアではなく、小胞体・小胞体ミトコンドリア接触膜に存在すること、TPCLは飽和型のCDP-DAGから新規合成系によって合成されること、TPCLは精子細胞の分化やcullin3の活性化に重要であることを見出した。これらの結果から、TPCLは精子細胞において小胞体膜ゾーンを形成し、Cullin3の活性化を促進することにより精子形成に重要な機能をしていることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

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

Reason

自然免疫応答におけるゴルジ体⇒エンドソーム⇒リソソーム連携ゾーンの解析において、TBK1がトランスゴルジネットワークの一部の領域にリクルートされることを明らかにしたこと、精子細胞にはtetrapalmitoylcardiopin(TPCL)が小胞体・小胞体ミトコンドリア接触膜に存在し、精子細胞の分化やcullin3の活性化に重要であることを見出したことから、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。

Strategy for Future Research Activity

[自然免疫応答におけるゴルジ体⇒エンドソーム⇒リソソーム連携ゾーンの解析]
これまでにSTINGがゴルジ体で活性化したのちに、リサイクリングエンドソームを通過してリソソームへと輸送されることを明らかにしている (Nat Commun 2016) 。今後は、超解像度顕微鏡技術および電子顕微鏡技術を用いてゴルジ体⇒リサイクリングエンドソーム⇒リソソームの連 携ゾーンの膜の性質/形態を明らかにする。さらに、siRNAスクリーニングを行い、STINGのゴルジ体⇒エンドソーム⇒リソソーム輸送に関与する遺伝子を同定する。
[小胞体カルジオリピンゾーンの解析]
これまでに精子細胞にはtetrapalmitoylcardiopin(TPCL)が小胞体に存在し、精子細胞の分化やcullin3の活性化に重要であることを見出している。本年度はcullin3活性化に関わる分子をTPCLが減少したマウスで詳細に調べるとともに、影響があった分子についてin vitroでTPCLとの相互作用を検証する。また小胞体でTPCLが産生される分子機構を明らかにする。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report

Research Products

(173 results)

All 2021 2020 2019 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (24 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Peer Reviewed: 21 results,  Open Access: 16 results) Presentation (125 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results,  Invited: 20 results) Book (14 results) Remarks (5 results)

  • [Int'l Joint Research] University of California San Francisc(米国)

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      Miyata Jun、Yokokura Yoshiyuki、Moro Kazuyo、Arai Hiroyuki、Fukunaga Koichi、Arita Makoto
    • Journal Title

      Frontiers in Immunology

      Volume: 12 Pages: 687192-687192

    • DOI

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      Mukai Kojiro、Ogawa Emari、Uematsu Rei、Kuchitsu Yoshihiko、Kiku Fumika、Uemura Takefumi、Waguri Satoshi、Suzuki Takehiro、Dohmae Naoshi、Arai Hiroyuki、Shum Anthony K.、Taguchi Tomohiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 12 Issue: 1 Pages: 61-61

    • DOI

      10.1038/s41467-020-20234-9

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      Journal of Virology

      Volume: 94 Issue: 24

    • DOI

      10.1128/jvi.01572-20

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      Gut

      Volume: - Issue: 1 Pages: 180-193

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      10.1136/gutjnl-2020-320646

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      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: Volume 526, Issue 1 Issue: 1 Pages: 122-127

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      10.1016/j.isci.2020.101841

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      Journal of Experimental Medicine

      Volume: 217 Issue: 11 Pages: 2128-2135

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      10.1084/jem.20201045

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      Arata Y, Watanabe A, Motosugi R, Iemura SI, Natsume T, Mukai K, Taguchi T, Hirayama S, Hamazaki J, Murata S.
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      Genes Cells

      Volume: 24 Issue: 8 Pages: 559-568

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      Volume: 59 Pages: 1-7

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      10.1016/j.ceb.2019.02.002

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      Volume: 16 Issue: 3 Pages: 236-241

    • DOI

      10.1038/s41423-019-0205-5

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      Mol Cell

      Volume: 75 Issue: 5 Pages: 1043-1057.e8

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      Volume: 116 Issue: 27 Pages: 13368-13373

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      Yamamoto Tsunehisa、Endo Jin、Kataoka Masaharu、Matsuhashi Tomohiro、Katsumata Yoshinori、Shirakawa Kohsuke、Yoshida Naohiro、Isobe Sarasa、Moriyama Hidenori、Goto Shinichi、Yamashita Kaoru、Ohto-Nakanishi Takayo、Nakanishi Hiroki、Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Shinmura Ken、Arai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Sano Motoaki
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      Volume: 133 Pages: 1-11

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      Kono Nozomu、Arai Hiroyuki
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      Volume: 1864 Issue: 6 Pages: 922-931

    • DOI

      10.1016/j.bbalip.2018.07.006

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      Yamamoto Tsunehisa、Endo Jin、Kataoka Masaharu、Matsuhashi Tomohiro、Katsumata Yoshinori、Shirakawa Kohsuke、Yoshida Naohiro、Isobe Sarasa、Moriyama Hidenori、Goto Shinichi、Yamashita Kaoru、Nakanishi Hiroki、Shimanaka Yuta、Kono Nozomu、Shinmura Ken、Arai Hiroyuki、Fukuda Keiichi、Sano Motoaki
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      PLOS ONE

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 0208396-0208396

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0208396

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    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 印刷中 Issue: 18 Pages: 5925-5933

    • DOI

      10.1021/jacs.8b00277

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      Volume: 115 Issue: 33

    • DOI

      10.1073/pnas.1806239115

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      Biochem Biophys Res Commun

      Volume: 505 Issue: 1 Pages: 81-86

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.09.089

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      Ogawa Emari、Mukai Kojiro、Saito Kota、Arai Hiroyuki、Taguchi Tomohiko
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      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 503 Issue: 1 Pages: 138-145

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.05.199

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    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 8(1) Issue: 1 Pages: 651-651

    • DOI

      10.1038/s41467-017-01255-3

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    • Author(s)
      望月 大、赤木 聡介、嶋中 雄太、可野 邦之、新井 洋由、河野 望、青木 淳賢
    • Organizer
      第93回 日本生化学会大会
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  • [Presentation] Endophilin A2による生体膜リン脂質中の多価不飽和脂肪酸の認識2020

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      石野 雄己、齊藤 友理、向井 康治朗、末次 志郎、田口 友彦、新井 洋由、青木 淳賢
    • Organizer
      第19回 次世代を担う若手のためのファーマ・バイオフォーラム2020
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      石野 雄己、齊藤 友理、向井 康治朗、末次 志郎、田口 友彦、新井 洋由、青木 淳賢
    • Organizer
      第93回 日本生化学会大会
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  • [Presentation] 細胞内物質輸送異常によるSTINGの活性化に起因する自己炎症性疾患2020

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      小川 笑満里、向井 康治朗、新井 洋由、河野 望、青木 淳賢、田口 友彦
    • Organizer
      フォーラム2020 衛生薬学・環境トキシコロジー
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール-4リン酸(PI4P)近傍タンパク質の探索2020

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      倪申ウェイ、向井康治朗、鈴木健裕、堂前直、村田茂穂、新井洋由、田口友彦、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      第72回日本細胞生物学会大会
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール-4リン酸(PI4P)近傍タンパク質の探索2020

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      倪申ウェイ、向井康治朗、鈴木健裕、堂前直、村田茂穂、新井洋由、田口友彦、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      フォーラム2020 衛生薬学・環境トキシコロジー
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール-4リン酸(PI4P)近傍タンパク質の探索2020

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      倪申ウェイ、向井康治朗、鈴木健裕、堂前直、村田茂穂、新井洋由、田口友彦、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      第93回生化学会大会
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール-4リン酸(PI4P)近傍タンパク質の探索2020

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      倪申ウェイ、向井康治朗、鈴木健裕、堂前直、村田茂穂、新井洋由、田口友彦、河野望、青木淳賢
    • Organizer
      第20回東京大学生命科学シンポジウム
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  • [Presentation] イノシトール欠乏によるIre1活性化に関わる脂質分子の探索2020

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      山岸 洸太、 Hsiuwen Chang、 新井 洋由、 河野 望、 青木 淳賢
    • Organizer
      第93回生化学会大会
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール特異的脂肪酸転移酵素LPIAT1の欠損マウスは線維化を伴う非アルコール性肝疾患の表現型を示す2020

    • Author(s)
      田中 悠貴、嶋中 雄太、Andrea Caddeo、新井 洋由、Stefano Romeo、河野 望
    • Organizer
      第62回 日本脂質生化学会
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  • [Presentation] LPIAT1 depletion increases triglyceride synthesis fueled by high phosphatidylinositol turnover2020

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      田中 悠貴、嶋中 雄太、新井 洋由、河野 望
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      第20回東京大学生命科学シンポジウム
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  • [Presentation] ホスファチジルイノシトール特異的脂肪酸転移酵素LPIAT1の発現低下による非アルコール性脂肪性肝疾患発症機構の解析2020

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      田中 悠貴、嶋中 雄太、Andrea Caddeo、新井 洋由、Stefano Romeo、河野 望、 青木 淳賢
    • Organizer
      フォーラム2020 衛生薬学・環境トキシコロジー
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  • [Presentation] 病原体と宿主が交差するオルガネラ・ゾーン トランスゴルジネットワークの脂質ゾーンによるSTINGの活性制御機構の解析2019

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      向井 康治朗, 仁木 隆裕, 新井 洋由, 田口 友彦
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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    • Invited
  • [Presentation] Identification of endogenous nitro-fatty acids as inhibitors of STING signaling2019

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      Kojiro Mukai,Hiroyuki Arai,Tomohiko Taguchi,Christian K. Holm
    • Organizer
      Protein Island Matsuyama 2019 Young Researchers' Meeting
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  • [Presentation] Endosomal phosphatidylserine is critical for the YAP signalling pathway in proliferating cells2019

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      Kojiro Mukai,Tatsuyuki Matsudaira,Hiroyuki Arai,Tomohiko Taguchi
    • Organizer
      Tohoku Forum for Creativity, Thematic Program 2019, International Symposium1: Cancer Etiology
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  • [Presentation] 高度不飽和脂肪酸(PUFA)を含むリン脂質の欠損は細胞膜直下のactin重合異常に起因する膜構造の変化を引き起こす2019

    • Author(s)
      齊藤 友理,石野 雄己,向井 康治朗,荒木 伸一,田口 友彦,新井 洋由
    • Organizer
      第61回日本脂質生化学会
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      河野 望
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      河野 望
    • Organizer
      第92回日本生化学会大会
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      Nozomu Kono, Yuta Shimanaka, Yuki Tanaka, Kimihiro Kimura, Dai Mochizuki, Hiroyuki Arai
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Lysophosphatidylinositol acyltransferase 1 (LPIAT1) deficiency causes hepatic steatosis2019

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      Hiroyuki Arai, Nozomu Kono, Yuta Shimanaka,
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      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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    • Author(s)
      Yuta Shimanaka, Keiko Matsumoto, Yuki Tanaka, Nozomu Kono, Hiroyuki Arai
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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      Shenwei Ni, Kojiro Mukai, Takehiro Suzuki, Naoshi Dohmae, Hioryuki Arai, Tomohiko Taguchi
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      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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      Takahiro Niki, Asami Makino, Kojiro Mukai, Toshihide Kobayashi, Tomohiko Taguchi, Hiroyuki Arai
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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      Sari Sugahara, Yuta Shimanaka, Nozomu Kono, Hiroyuki Arai
    • Organizer
      60th International Conference on the Bioscience of Lipids
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  • [Presentation] 高度不飽和脂肪酸(PUFA)を含むリン脂質の欠損は細胞膜直下の actin 重 合異常に起因する膜構造の変化を引き起こす2019

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      齊藤友理, 石野雄己, 向井康治朗, 荒木伸一, 田口友彦, 新井洋由
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      田中悠貴, 嶋中雄太, 河野望, 新井洋由
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      第91回日本生化学会大会
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      第91回日本生化学会大会
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      嶋中 雄太, 河野 望, 武富 芳隆, 有田 誠, 村上 誠, 新井 洋由
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      第91回日本生化学会大会
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      木村 公鴻, 新井 洋由, 河野 望, 嶋中 雄太
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      第18回次世代を担う若手ファーマ・バイオフォーラム2018
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      第91回日本生化学会大会
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      第40回 生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
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      嶋中雄太、河野望、 村上誠、新井洋由
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Published: 2017-07-04   Modified: 2022-12-28  

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