ロジスティクスの需要に応答した小胞輸送因子の発現調節機構

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 21113511
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Hyogo (2010); Kyoto University (2009)
• Principal Investigator: 吉田 秀郎 兵庫県立大学, 大学院・生命理学研究科, 教授 (60378528)
• Project Period (FY): 2009 – 2010
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2010)
• Budget Amount: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2010: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000); Fiscal Year 2009: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: ストレス応答 / 転写制御 / 転写因子 / ゴルジ体 / 小胞体 / ゴルジ体ストレス / 小胞体ストレス / 糖鎖 / 小胞輸送 / トラフィック / ロジスティクス

Research Abstract

ゴルジ体は細胞内ロジスティクスの中枢であり、小胞輸送の高度な制御が行われている。小胞輸送によって運ばれるタンパク質も細胞の種類や状況によって刻々と変動しており、各方面へタンパク質を輸送する小胞輸送のキャパシティも需要に応じて増強されていると想像されるが、このような細胞の需要に応じた小胞輸送因子の発現制御機構についてはこれまでほとんど解析がされてこなかった。研究代表者は、阻害剤を用いてゴルジ体以降の小胞輸送能力を人為的に枯渇させた時に、小胞輸送因子の発現が補償的に誘導されることを見いだし、その分子機構を解析してきた。前年度までの解析によって、転写誘導を制御する新規のエンハンサー配列であるGASE (Golgi apparatus stress element)を同定し、GASEに結合する転写因子MLX及びTFE3を同定した。MLXを過剰発現すると小胞輸送因子遺伝子の発現が抑制され、TFE3を過剰発現すると小胞輸送因子遺伝子の発現が誘導されることも見いだしている。
本年度の解析によって、TFE3の発現を抑制すると小胞輸送因子遺伝子の転写誘導が阻害されることを見いだした。また、平常時にはTFE3はリン酸化されて細胞質に係留されているが、小胞輸送能力が枯渇するとTFE3は脱リン酸化されて核に移行し、小胞輸送因子遺伝子の転写を誘導することがわかった。以上の結果から、TFE3が需要に応じた小胞輸送因子の発現制御機構の主要な制御因子であると結論した。

Research Products

• [Journal Article] The novel cis-acting element GASE regulates transcriptional induction by the Golgi stress response. (2011)
  • Author(s): Masaya Oku, Soichiro Tanakura, Aya Uemura, Miwa Sohda, Yoshio Misumi, Mai Taniguchi, Sadao Wakabayashi, Hiderou Yoshida
  • Journal Title: Cell Structure and Function Volume: 36 Pages: 1-12
  • NAID: 130004137558
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Unconventional splicing of XBP1 mRNA occurs in the cytoplasm during mammalian unfolded protein response. (2010)
  • Author(s): 上村彰、吉田秀郎, 他
  • Journal Title: Journal of Cell Science 122 Pages: 2877-2886
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] pXBP1(U), a negative regulator of the unfolded protein response activator pXBP1(S), targets ATF6 but not ATF4 in proteasome-mediated degradation. (2010)
  • Author(s): 上村彰、吉田秀郎, 他
  • Journal Title: Cell Structure and Function 34 Pages: 1-10
  • NAID: 130004137539
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Golgi stress response : the mechanism regulating the capacity of the Golgi apparatus (2010)
  • Author(s): Hiderou Yoshida
  • Organizer: International GCOE symposium
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-11-09
• [Presentation] Transcription factors TFE3 and MLX regulate expression of Golgi-related genes in mammalian Golgi stress response (2010)
  • Author(s): Hiderou Yoshida
  • Organizer: 第62回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 大阪国際会議場(大阪府)
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] Golgi stress response (2010)
  • Author(s): Hiderou Yoshida
  • Organizer: Cold Spring Harbor Meeting
  • Place of Presentation: CSH Laboratory (NY, USA)
  • Year and Date: 2010-05-04
• [Presentation] 小胞体ストレス応答とゴルジ体ストレス応答 (2010)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: プロテオ医学研究センター学術講演
  • Place of Presentation: 愛媛大学医学部
  • Year and Date: 2010-03-16
• [Presentation] bHLH-ZIP型転写因子群によるゴルジ体ストレス応答の制御ネットワーク (2010)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: 第3回「情報と細胞機能」研究会
  • Place of Presentation: 北海道大学医学部
  • Year and Date: 2010-03-05
• [Presentation] 小胞体ストレス応答と疾患 (2009)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: 旭川医科大学セミナー
  • Place of Presentation: 旭川医科大学
  • Year and Date: 2009-11-14
• [Presentation] 細胞小器官の量を調節するシグナルネットワーク (2009)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: 兵庫県立大学理学部セミナー
  • Place of Presentation: 兵庫県立大学理学部
  • Year and Date: 2009-11-02
• [Presentation] 小胞体ストレス応答とゴルジ体ストレス応答 (2009)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: 秋田大学工学部資源学部セミナー
  • Place of Presentation: 秋田大学工学部
  • Year and Date: 2009-06-09
• [Presentation] 細胞質スプライシングと小胞体ストレス応答 (2009)
  • Author(s): 吉田秀郎
  • Organizer: 慶應義塾大学先端生命科学研究所セミナー
  • Place of Presentation: 慶應義塾大学先端生命科学研究所
  • Year and Date: 2009-06-08
• [Book] Comprehensive Biotechnology (2011)
  • Author(s): Mai Taniguchi, Hiderou Yoshida
  • Total Pages: 13
  • Publisher: Elsevier
• [Remarks]
  • URL: http://www.sci.u-hyogo.ac.jp/life/biochem2/index-j.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.eonet.ne.jp/~biophysics-kyoto/index.html