分岐型ユビキチン鎖の定量検出系の構築と応用

• 研究課題/領域番号: 16K14702
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 大竹 史明 公益財団法人東京都医学総合研究所, 生体分子先端研究分野, 主席研究員 (60447373)
• 研究分担者: 安彦 行人 国立医薬品食品衛生研究所, 毒性部, 主任研究官 (40370944)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: ユビキチン / 翻訳後修飾 / タンパク質 / シグナル伝達 / 質量分析 / 蛋白質 / 遺伝子

研究成果の概要

ユビキチンのポリマーであるユビキチン鎖は連結タイプの差異により、各々特異的なシグナル分子として働きます。しかし、異なる連結タイプのユビキチン鎖が枝分かれした形態を有する「分岐型ユビキチン鎖（分岐鎖）」については十分に解析されていませんでした。私たちは出芽酵母および動物個体において分岐鎖を定量的に検出するレポーター系を構築し、さらに出芽酵母において制御因子の同定を行いました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ユビキチン鎖は分岐によって複雑な高次構造を形成しうることが近年明らかにされてきましたが、分岐型ユビキチン鎖の定量は技術的に困難でした。本研究では分岐型ユビキチン鎖を出芽酵母および動物個体において定量するためのレポーター系の構築に成功したことから、分岐型ユビキチン鎖の形成・制御機構の有用な解析系となることが期待されます。

研究成果

• [雑誌論文] Methods to measure ubiquitin chain length and linkage. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, F., Tsuchiya, H., Tanaka, K., and Saeki, Y.
  • 雑誌名: Methods Enzymol 巻: 618 ページ: 105-133
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2018.12.019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] K63 ubiquitylation triggers proteasomal degradation by seeding branched ubiquitin chains. (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, F., Tsuchiya, H., Saeki, Y., and Tanaka, K
  • 雑誌名: PNAS 巻: 115 号: 7 ページ: 1401-1408
  • DOI: 10.1073/pnas.1716673115
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ub-ProT reveals global length and composition of protein ubiquitylation in cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, H., Burana, D., Ohtake, F., Arai, N., Kaiho, A., Komada, M., Tanaka,K., and Saeki, Y.
  • 雑誌名: Nature Commun 巻: 9 号: 1 ページ: 524-524
  • DOI: 10.1038/s41467-018-02869-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The K48-K63 branched ubiquitin chain regulates NF-kappaB signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F, Saeki Y, Ishido S, Kanno J, Tanaka K
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 64 号: 2 ページ: 251-266
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2016.09.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] The complexity of ubiquitin architecture. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohtake, F., and Tsuchiya, H
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 161 ページ: 125-133
  • DOI: 10.1093/jb/mvw088
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] The ubiquitin ligases ITCH and UBR5 regulate proteasomal degradation through K48/K63 branched ubiquitin chains (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F, Saeki Y, Tanaka K.
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] Post-translational modification code of ubiquitin in signal transduction and protein degradation (2018)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F, Saeki Y, Tanaka K.
  • 学会等名: 第91回日本生化学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] The NEDD4 family ubiquitin ligase ITCH regulates proteasomal degradation by seeding branched ubiquitin chains. (2018)
  • 著者名/発表者名: 5.Ohtake F, Saeki Y, Tanaka K
  • 学会等名: FASEB Conference「Ubiquitin and cellular regulation」
  • 国際学会
• [学会発表] 炎症応答を制御する新たなユビキチン・シグナル (2017)
  • 著者名/発表者名: 大竹史明、田中啓二
  • 学会等名: 第44回日本毒性学会
  • 招待講演
• [学会発表] 出芽酵母におけるK48/K63分岐型ポリユビキチン鎖の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 河野有紗、大竹史明、佐伯泰、田中啓二
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
• [学会発表] Role of the K48/K63 branched ubiquitin chains in signal transduction and proteasomal degradation (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F., Tanaka K
  • 学会等名: EMBO conference「Ubiquitin and SUMO」
  • 国際学会
• [学会発表] Cellular function of the Lys48/Lys63 branched ubiquitin chain. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F
  • 学会等名: 国際シンポジウム「Diverse functions of Ubiquitin : Degradation, Signaling, and Beyond」
  • 発表場所: 京都大学（京都府京都市）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Quantitative analysis of the branched ubiquitin chains (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F, Saeki Y, Tanaka K
  • 学会等名: 第39回日本分子生物学会シンポジウム
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 招待講演
• [備考] 蛋白質代謝研究室ホームページ
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/pro-meta/