Involvement of the methylation of SCYL1 in the regulation of golgi formation and function

• Project/Area Number: 16K08465
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: General anatomy (including histology/embryology)
• Research Institution: Wakayama Medical University
• Principal Investigator: Matsuzaki Shinsuke 和歌山県立医科大学, 医学部, 准教授 (60403193)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 泰丈 国際医療福祉大学, 医学部, 教授 (00343252)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2018: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2017: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
• Keywords: SCYL1 / PRMT1 / ゴルジ体 / メチル化 / 小胞体 / 小胞体ストレス / COPI小胞 / タンパク質アルギニンメチル化 / 蛋白質アルギニンメチル化 / 小胞輸送 / 細胞死

Outline of Final Research Achievements

Proteins, which compose organisms, are synthesized in the rough-surfaced endoplasmic reticulum(rER) and transported between ER and Golgi by vesicles (transitional vesicles). Thus, to elucidate the mechanism of transportation between ER and golgi is very important to regulate the homeostasis of cells. Previous studies have shown the involvement of SCYL1 for the transportation. In our study, we elucidates that protein arginine methyltransferases 1 (PRMT1) causes the methylation of SCYL1 and regulates the transportation. These results suggest that the regulation of PRMT1 could be one of remedy for the diseases based on the impairment of golgi such as neruodegenerative diseases.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

小胞体とゴルジ体によるタンパク質成熟化は生体が正常に機能する上で非常に重要な経路である。そのため、本経路については多角的に研究が進められている。他家の報告により、小胞体とゴルジ体間の輸送に関わる因子SCYL1の重要性が報告されているが、我々はSCYL1がPRMT1を介してメチル化修飾を受けることで軸索伸長を制御することを明らかとした。
また、ゴルジ体形態異常は神経変性疾患等でも多数報告されている病理学的所見であること、SCYL1が脊髄小脳変性症に関与することから、上記修飾経路の異常が軸索伸長の異常を誘導し、神経変性疾患発症の可能性も新たに示した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] University of Toronto(Canada)
• [Journal Article] SUMO1 impact on Alzheimer disease pathology in an amyloid-depositing mouse model. (2018)
  • Author(s): Knock E, Matsuzaki S, Takamura H, Satoh K, Rooke G, Han K, Zhang H, Staniszewski A, Katayama T, Arancio O, Fraser PE
  • Journal Title: Neurobiology of Disease Volume: 110 Pages: 154-165
  • DOI: 10.1016/j.nbd.2017.11.015
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] Golgi body is regulated by COPI vesicle transport via Scyl1 methylation under ER stress. (2019)
  • Author(s): 33.Matsuzaki S, Amano G. Mori Y, Kobayashi D, Takamura H, Miyoshi K, Yoshimura T, Saika F, Kiguchi N, Katayama T, Kishioka S
  • Organizer: WCP2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] PRMT1を介したSCYL1アルギニンメチル化によるCOPI小胞輸送への影響 (2017)
  • Author(s): 天野元揮、松﨑伸介、森泰丈、高村明孝、韓薩日娜、鹿田星、佐藤大樹、伊藤麻衣、三好耕、片山泰一
  • Organizer: 第90回日本薬理学会年会
  • Place of Presentation: 長崎
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] Regulation of COPI vesicle transport via Scyl1 methylation in the pathogenesis of ER-stress induced neurodegenerative diseases (2017)
  • Author(s): Genki Amano, Shinsuke Matsuzaki, Yasutake Mori, Hironori Takamura, Sarina Han, Sho Shikada, Hiroki Sato, Mai Ito , Ko Miyoshi, Takeshi Yoshimura , Taiichi Katayama
  • Organizer: International Society for Neurochemistry
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 小胞体ストレス応答によるタンパク質メチル化とゴルジ体形態制御 (2017)
  • Author(s): 松﨑伸介、天野元揮、森泰丈、雑賀史浩、小林大地、木口倫一、高村明孝、 韓薩日娜、鹿田星、佐藤大樹、伊藤麻衣、三好耕、片山泰一、岸岡史郎
  • Organizer: 第131回日本薬理学会近畿部会
• [Presentation] Regulation of COPI vesicle transport via Scyl1 methylation under ER stress (2017)
  • Author(s): Shinsuke Matsuzaki, Genki Amano, Yasutake Mori, Daichi Kobayashi, Hironori Takamura, Ko Miyoshi, Takeshi Yoshimura , Fumihiro Saika, Norikazu Kiguchi, Taiichi Katayama, Shiro Kishioka
  • Organizer: 2017 ASCB | EMBO Meeting
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 小胞体ストレス下におけるScyl1メチル化を介したCOPI小胞輸送の制御 (2017)
  • Author(s): 天野元揮、松﨑伸介、森泰丈、片山泰一
  • Organizer: 第12回小胞体ストレス研究会
• [Presentation] Regulation of COPI vesicle transport via Scyl1 methylation in the pathogenesis of ER-stress induced neurodegenerative diseases (2017)
  • Author(s): 天野元揮、松﨑伸介、森泰丈、高村明孝、 韓薩日娜、鹿田星、佐藤大樹、伊藤麻衣、三好耕、吉村武、片山泰一
  • Organizer: 第60回日本神経化学会大会
• [Presentation] PRMT1を介したSCYL1メチル化によるCOPI小胞輸送への影響 (2016)
  • Author(s): 天野元揮、松﨑伸介、森泰丈、高村明孝、韓薩日娜、鹿田星、佐藤大樹、伊藤麻衣、三好耕、片山泰一
  • Organizer: 第89回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 仙台
  • Year and Date: 2016-09-25
• [Presentation] Effect on the COPI vesicle trafficking by arginine methylation of Scyl1 (2016)
  • Author(s): 天野元揮、松﨑伸介、森泰丈、高村明孝、韓薩日娜、鹿田星、佐藤大樹、伊藤麻衣、三好耕、片山泰一
  • Organizer: 第38回日本生物学的精神医学会・第59回日本神経化学会大会 合同年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2016-09-08