遺伝学的手法を駆使したゴルジ体ストレス応答の制御因子の同定と解析

• Project Area: Protein community: organization and maintenance of protein functions
• Project/Area Number: 22020019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: University of Hyogo
• Principal Investigator: 吉田 秀郎 University of Hyogo, 生命理学研究科, 教授 (60378528)
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥6,400,000 (Direct Cost: ¥6,400,000); Fiscal Year 2011: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000); Fiscal Year 2010: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
• 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

Research Abstract

小胞体とゴルジ体は分泌タンパク質の産生を行う細胞小器官であり、その恒常性は小胞体ストレス応答・ゴルジ体ストレス応答と呼ばれる機構によって調節されているが、ゴルジ体ストレス応答の分子機構についてはまだほとんど解析が進んでいない。研究代表者は予備的な実験によって、哺乳類のゴルジ体ストレス応答によってゴルジ体の糖鎖修飾酵素や小胞輸送因子、ゴルジ体構造形成因子の発現が転写レベルで誘導されることを見いだした。この転写誘導は新規のエンハンサー配列であるGASE (Golgi apparatus stress element)によって制御されていることを明らかにし、酵母細胞を用いたtwo hybridスクリーニングによってGASEに結合するbHLH-ZIP型転写因子MLXを単離し、in silicoスクリーニングによってbHLH-ZIP型転写因子TFE3を同定した。
本年度は、ゴルジ体ストレスによる転写因子TFE3の活性化機構について解析した。TFE3を特異的に認識する抗体を作製して解析したところ、TFE3は平常時には高度にリン酸化されて細胞質に係留されているが、ゴルジ体ストレス時には脱リン酸化されて核へ移行し、ゴルジ体関連遺伝子の転写を誘導することがわかった。また、本来酸性であるゴルジ体を中性化したり、小胞輸送を阻害したり、あるいはゴルジ体を断片化してゴルジ体の機能を阻害するとTFE3の脱リン酸化が起こり、ゴルジ体ストレス応答が惹起されることがわかった。これらの結果から、TFE3はゴルジ体ストレス応答の中心的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
• [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
• [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