多彩なRabエフェクター分子群によるポストゴルジ輸送経路制御機構の包括的解析

• 研究課題/領域番号: 19H03181
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分43030:機能生物化学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉村 信一郎 大阪大学, 大学院医学系研究科, 講師 (60584521)
• 研究分担者: 岩野 智彦 山梨大学, 大学院総合研究部, 助教 (10442930)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円); 2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: Rab / ゴルジ体 / トランスゴルジネットワーク / 一次繊毛 / エンドソーム / リソソーム / 細胞膜 / エンドサイトーシス / エクソサイトーシス / 繊毛

研究開始時の研究の概要

ゴルジ体以降の後期輸送経路は複雑なネットワークを形成している。故に後期輸送経路を通過するタンパク質、脂質の輸送の経路及びそれを制御する分子基盤は未だ判然としていない。 複雑な後期輸送経路を支える主要な因子としてRabタンパク質とその結合分子（エフェクター）が知られている。しかしながら現在においてもエフェクターの未同定、不十分な解析などにより、輸送の分子機構の全貌の解明には程遠い。
本研究では (１) 新規Rabエフェクタータンパク質の探索、解析、(２) それを通じて後期輸送経路の形成、維持の機構、さらにタンパク質輸送における後期輸送経路の役割について未解明な問題の解決を目指す。

研究成果の概要

哺乳類に存在する約60種類のRabの半数以上はゴルジ体以降の後期輸送経路に分布している。本研究ではそれらのRabとその結合分子であるエフェクタータンパク質の網羅的同定を行い、さらに機能解析を行なった。
Rab6と結合するOxr1及びNcoa7はゴルジ体及びトランスゴルジネットワーク（TGN）においてV-ATPaseを抑制的に制御することを明らかにした。またRab8の結合タンパクであるEHBP1L1については、一次繊毛形成初期に形成される繊毛小胞に局在し、そのEHBP1L1結合分子であるCD2APとCIN85を介してアクチン重合を促進し、その結果繊毛長を抑制的に制御していることを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

我々は本研究の成果を世界に先駆けて論文として発表済み、あるいは発表予定であり、その点ではコミュニティーへの貢献は大きいと考えている。また我々が同定したRab結合分子の一部は疾患の原因となることが明らかになっており、本研究により当該疾患の理解が深まることが期待されることからその点でも社会的意義があると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] The Rab GTPase-binding protein EHBP1L1 and its interactors CD2AP/CIN85 negatively regulate the length of primary cilia via actin remodeling (2023)
  • 著者名/発表者名: Iwano Tomohiko、Sobajima Tomoaki、Takeda Sen、Harada Akihiro、Yoshimura Shin-ichiro
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 299 号: 3 ページ: 102985-102985
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2023.102985
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] EHBP1L1, an apicobasal polarity regulator, is critical for nuclear polarization during enucleation of erythroblasts (2023)
  • 著者名/発表者名: Wu Ji、Moriwaki Kenta、Asuka Tatsuya、Nakai Ritsuko、Kanda Satoshi、Taniguchi Manabu、Sugiyama Tatsuki、Yoshimura Shin-ichiro、Kunii Masataka、Nagasawa Takashi、Hosen Naoki、Miyoshi Eiji、Harada Akihiro
  • 雑誌名: Blood Advances 巻: - 号: 14 ページ: 3382-3394
  • DOI: 10.1182/bloodadvances.2022008930
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The lysosomal Ragulator complex activates NLRP3 inflammasome in vivo via HDAC6. (2023)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto K, Jo T, Nagira D, Konaka H, Park JH, Yoshimura SI, Ninomiya A, Sugihara F, Hirayama T, Itotagawa E, Matsuzaki Y, Takaichi Y, Aoki W, Saita S, Nakamura S, Ballabio A, Nada S, Okada M, Takamatsu H, Kumanogoh A.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 42 号: 1
  • DOI: 10.15252/embj.2022111389
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] PACSIN1 is indispensable for amphisome-lysosome fusion during basal autophagy and subsets of selective autophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Oe Yukako、Kakuda Keita、Yoshimura Shin-ichiro、Hara Naohiro、Hasegawa Junya、Terawaki Seigo、Kimura Yasuyoshi、Ikenaka Kensuke、Suetsugu Shiro、Mochizuki Hideki、Yoshimori Tamotsu、Nakamura Shuhei
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 18 号: 6 ページ: e1010264-e1010264
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1010264
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] SNAP23 deficiency causes severe brain dysplasia through the loss of radial glial cell polarity (2020)
  • 著者名/発表者名: Kunii M、Noguchi Y、Yoshimura S、Kanda S、Iwano T、Avriyanti E、Atik N、Sato T、Sato K、Ogawa M、Harada A
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 220 号: 1 ページ: 1-21
  • DOI: 10.1083/jcb.201910080
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss of Rab6a in the small intestine causes lipid accumulation and epithelial cell death from lactation (2020)
  • 著者名/発表者名: Iwaki Ayano、Moriwaki Kenta、Sobajima Tomoaki、Taniguchi Manabu、Yoshimura Shin‐ichiro、Kunii Masataka、Kanda Satoshi、Kamada Yoshihiro、Miyoshi Eiji、Harada Akihiro
  • 雑誌名: The FASEB Journal 巻: 34 号: 7 ページ: 9450-9465
  • DOI: 10.1096/fj.202000028r
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] EHBP1L1が一次繊毛形成に果たす役割 (2022)
  • 著者名/発表者名: 吉村信一郎 岩野智彦
  • 学会等名: 第９５回日本生化学会大会
• [学会発表] Rab11新規結合分子RELCHによるエンドソーム-TGN間コレステロール輸送の制御 (2019)
  • 著者名/発表者名: 吉村信一郎
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 国際学会 / 招待講演