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Regulatory mechanism of mTOC1 signaling by ubiquitin ligase RNF182 involved in neural differentiation

Research Project

Project/Area Number 18K06685
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47040:Pharmacology-related
Research InstitutionNagasaki University (2020)
Hiroshima University (2018-2019)

Principal Investigator

金子 雅幸  長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (10322827)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高田 修治  国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 部長 (20382856)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
KeywordsRNF182 / ユビキチンリガーゼ / LAPTM / トランスポーター / ビオチンリガーゼ / RNF183 / ノックイン / mTORC1 / 神経分化 / ライソゾーム / LAT1 / TFEB / mTOR / アミノ酸トランスポーター / ユビキチン化
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では、神経分化時に発現が増加するユビキチンリガーゼRNF182がmTORC1シグナル調節に関与することから、その分子機構を明らかにし、神経の分化におけるRNF182の役割を解明することを目的にしている。今年度は以下のことに取り組んだ。
1)RNF182のユビキチン化基質であるLAPTM4Aが、アミノ酸トランスポーターLAT1以外にどのようなトランスポーターを輸送するか明らかにするため、近位ビオチン標識法によりLAPTM4Aの近傍タンパク質を同定した。その結果、LAT1以外にもアミノ酸トランスポーターや浸透圧調節に働くトランスポーターを同定した。それらに関して、RNF182とその近縁遺伝子RNF183によって分解が促進されるか検討したところ、RNF183のみがLAPTM4Aの結合タンパク質の分解を促進した。このことから、RNF182はLAPTM4Aのユビキチン化により、LAPTM4Aと結合するトランスポーターを安定化するのに対し、RNF183はトランスポーターの分解を促進することが示唆された。RNF182とRNF182はLAPTM4Aを介して、トランスポーターの局在と分解を調節していると考えられる。
2)RNF182の生理的基質を同定するため、ビオチンリガーゼ(BioID2)をRNF182遺伝子にゲノム編集によりノックインすることにした。tdTomatoとBioID-3×FLAG-RNF182との間をT2A配列でタンデムにつなぐことで、tdTomatoとBioID-3×FLAG-RNF182を別々に発現させるドナーベクターを構築した。この方法により組織抽出物から直接RNF182の近傍タンパク質をpull downし、質量分析を行うだけでなく、tdTomatoの蛍光を用いてBioID-3×FLAG-RNF182を発現した細胞をセルソーターで分離することができる。まずはPITCh法により、細胞レベルでノックインできるか検討中である。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究代表者が令和2年10月より現在の長崎大学に異動したため、研究室の立ち上げに時間を要したことにより研究課題の遂行に遅れが生じた。

Strategy for Future Research Activity

PITCh法による細胞へのノックインの検証まで行う予定である。

Report

(3 results)
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report

Research Products

(50 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (11 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 11 results,  Open Access: 10 results) Presentation (38 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 6 results)

  • [Int'l Joint Research] Washington University School of Medicine(米国)

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      Taguchi Kei、Kaneko Masayuki、Motoike Serika、Harada Kana、Hide Izumi、Tanaka Shigeru、Sakai Norio
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 534 Pages: 583-589

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2020.11.036

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    • Author(s)
      Okamoto Takumi、Imaizumi Kazunori、Kaneko Masayuki
    • Journal Title

      International Journal of Molecular Sciences

      Volume: 21 Pages: 3921-3921

    • DOI

      10.3390/ijms21113921

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    • Author(s)
      Okamoto Takumi、Wu Yan、Matsuhisa Koji、Saito Atsushi、Sakaue Fumika、Imaizumi Kazunori、Kaneko Masayuki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 521 Pages: 1030-1035

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.11.001

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      Matsuhisa Koji、Saito Atsushi、Cai Longjie、Kaneko Masayuki、Okamoto Takumi、Sakaue Fumika、Asada Rie、Urano Fumihiko、Yanagida Kanta、Okochi Masayasu、Kudo Yukitsuka、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Imaizumi Kazunori
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 34 Pages: 865-880

    • DOI

      10.1096/fj.201901748r

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    • Author(s)
      Sekine Shin-ichiro、Kaneko Masayuki、Tanaka Masaki et al.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 5698-5698

    • DOI

      10.1038/s41598-019-42115-y

    • NAID

      120006826720

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    • Author(s)
      Osaki Yosuke、Matsuhisa Koji、Che Wang、Kaneko Masayuki、Asada Rie、Masaki Takao、Imaizumi Kazunori、Saito Atsushi
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 514 Pages: 217-223

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.04.115

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  • [Journal Article] Renal medullary tonicity regulates RNF183 expression in the collecting ducts via NFAT52019

    • Author(s)
      Maeoka Yujiro、Okamoto Takumi、Wu Yan、Saito Atsushi、Asada Rie、Matsuhisa Koji、Terao Miho、Takada Shuji、Masaki Takao、Imaizumi Kazunori、Kaneko Masayuki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 514 Pages: 436-442

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2019.04.168

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Inflammatory bowel disease-associated ubiquitin ligase RNF183 promotes lysosomal degradation of DR5 and TRAIL-induced caspase activation2019

    • Author(s)
      Wu Yan、Kimura Yuka、Okamoto Takumi、Matsuhisa Koji、Asada Rie、Saito Atsushi、Sakaue Fumika、Imaizumi Kazunori、Kaneko Masayuki
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: 20301-20301

    • DOI

      10.1038/s41598-019-56748-6

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      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] NFAT5 up-regulates expression of the kidney-specific ubiquitin ligase gene Rnf183 under hypertonic conditions in inner-medullary collecting duct cells.2019

    • Author(s)
      Maeoka Y, Wu Y, Okamoto T, Kanemoto S, Guo XP, Saito A, Asada R, Matsuhisa K, Masaki T, Imaizumi K, Kaneko M.
    • Journal Title

      Journal of Biological Chemistry

      Volume: 294 Pages: 101-115

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.002896

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  • [Journal Article] Shutdown of ER-associated degradation pathway rescues functions of mutant iduronate 2-sulfatase linked to mucopolysaccharidosis type II.2018

    • Author(s)
      Osaki Y, Saito A, Kanemoto S, Kaneko M, Matsuhisa K, Asada R, Masaki T, Orii K, Fukao T, Tomatsu S, Imaizumi K
    • Journal Title

      Cell Death & Disease

      Volume: 9 Pages: 808-808

    • DOI

      10.1038/s41419-018-0871-8

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Axonal Activation of the Unfolded Protein Response Promotes Axonal Regeneration Following Peripheral Nerve Injury.2018

    • Author(s)
      Ohtake Y, Matsuhisa K, Kaneko M, Kanemoto S, Asada R, Imaizumi K, Saito A.
    • Journal Title

      Neuroscience

      Volume: 375 Pages: 34-48

    • DOI

      10.1016/j.neuroscience.2018.02.003

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      2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRNF183は高浸透圧環境下でNKCC1のライソゾームにおける分解を促進する2021

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      金子雅幸、岡元拓海、今泉和則
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      第94回日本薬理学会
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  • [Presentation] 高浸透圧条件下での腎特異的ユビキチンリガーゼRNF183とオートファジーの関連性の解析2021

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      岡元 拓海、今泉 和則、金子 雅幸
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      日本薬学会第141年会
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      新学術領域研究 第3回オルガネラ・ゾーン若手の会
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  • [Presentation] 高浸透圧により誘導されるユビキチンリガーゼRNF183はNKCC1をライソソームで分解する2020

    • Author(s)
      金子雅幸、岡元拓海、今泉和則
    • Organizer
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      金子雅幸
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      第93回日本生化学会大会
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      第93回日本生化学会大会
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  • [Presentation] 浸透圧ストレスによって誘導されるユビキチンリガーゼRNF183はNa,K-ATPaseとNKCC1のライソゾームでの分解を促進する2020

    • Author(s)
      金子雅幸、岡元拓海、今泉和則
    • Organizer
      第93回日本薬理学会年会
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  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRNF183によりユビキチン化されたNa, K-ATPaseは細胞膜からライソゾームへ移行する2019

    • Author(s)
      岡元拓海、呉艶、今泉和則、金子雅幸
    • Organizer
      第60回日本生化学会 中国・四国支部例会
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  • [Presentation] 小胞体膜貫通型転写因子OASISによる核膜ストレス応答機構の解析2019

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      松久幸司、金子雅幸、齋藤敦、今泉和則
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      金子雅幸、今泉和則
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      金子雅幸
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  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRNF182はLAPTMのユビキチン化を介してトランスポーターをライソゾーム膜上に局在させる2019

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      金子雅幸、今泉和則
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      第92回日本生化学会大会
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      松久幸司、金子雅幸、齋藤敦、今泉和則
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      岡元拓海、呉艶、今泉和則、金子雅幸
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      第92回日本生化学会大会
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      金子雅幸、今泉和則
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      今泉和則、齋藤敦、松久幸司、金子雅幸
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      呉艶、岡元拓海、今泉和則、金子雅幸
    • Organizer
      第136回日本薬理学会近畿部会
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      岡元拓海、呉艶、今泉和則、金子雅幸
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      松久幸司、齋藤敦、金子雅幸、今泉和則
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      金子雅幸、今泉和則
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      Wu Y, Okamoto T, Imaizumi K, Kaneko M.
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      18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
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      Wu Y, Imaizumi K, Kaneko M.
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      18th World Congress of Basic and Clinical Pharmacology
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      2018 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRNF183ノックアウトマウスにおいてデキストラン硫酸ナトリウムによる大腸炎が緩和する2018

    • Author(s)
      呉艶,岡元拓海,今泉和則,金子雅幸
    • Organizer
      第133 回日本薬理学会近畿部会
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] ユビキチンリガーゼRNF183の発現増加は大腸炎に関与する2018

    • Author(s)
      呉艶,今泉和則,金子雅幸
    • Organizer
      第59回日本生化学会中国・四国支部例会
    • Related Report
      2018 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2021-12-27  

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