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新規タンパク質分解機構GOMEDの生理機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K07382
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49010:病態医化学関連
研究機関東京医科歯科大学

研究代表者

山口 啓史  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 助教 (50644241)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードオートファジー / ゴルジ体 / タンパク分解 / 神経変性 / ゴルジ / Wipi3
研究開始時の研究の概要

(1) GOMEDの実行機構を明らかにする。また、(2)膵b細胞特異的にGOMED-1を欠損させた細胞やマウスを作製し、GOMEDが膵b細胞のインスリン分泌やviabilityに如何に関わっているかを解析する。(3) 神経特異的GOMED-1欠損マウスを解析する。さらに、(4) 神経細胞、膵細胞以外に、GOMEDが重要な役割を担っている細胞を同定する。

研究成果の概要

Golgi membrane-associated degradation pathway (GOMED)は、ゴルジ体から細胞外や細胞膜に輸送されるタンパク質の運搬が障害されたときに、行き場を失ったタンパク質が分解される機構であり、生理的に重要な役割を担っている。このGOMED実行分子GOMED-1を解析したところ、GOMED-1は細胞質からトランスゴルジ体に局在変化させ、隔離膜形成を制御していた。さらに、脳特異的GOMED-1欠損マウスでは、GOMEDの分解基質であり、鉄輸送タンパク質であるセルロプラスミンが異常蓄積し、その結果、鉄沈着から神経変性疾患様症状を呈することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GOMEDを制御する分子GOMED-1の解析から、GOMEDの分子機構の一端を理解することができた。また、神経細胞を取り上げ、GOMEDが生体機能維持に不可欠な機能であることを示すことができた。GOMEDは分泌経路を遮断するときに誘導される機構であることを勘案すると、分泌を行っている細胞を中心に、多岐にわたる細胞で重要な役割を果たしているものと考えられる。また、糖尿病や神経変性疾患などの多くの疾患の発症に関わっている可能性が考えられる。従って、本研究は、様々な疾患の病態生理解明や疾患治療に波及効果をもたらすと期待される。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Wipi3 is essential for alternative autophagy and its loss causes neurodegeneration2020

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Hirofumi、Honda Shinya、Torii Satoru、Shimizu Kimiko、Katoh Kaoru、Miyake Koichi、Miyake Noriko、Fujikake Nobuhiro、Sakurai Hajime Tajima、Arakawa Satoko、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 5311-5311

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18892-w

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of a phosphorylation site on Ulk1 required for genotoxic stress-induced alternative autophagy2020

    • 著者名/発表者名
      Torii Satoru、Yamaguchi Hirofumi、Nakanishi Akira、Arakawa Satoko、Honda Shinya、Moriwaki Kenta、Nakano Hiroyasu、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 号: 1 ページ: 1754-1754

    • DOI

      10.1038/s41467-020-15577-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Association Between Atg5-independent Alternative Autophagy and Neurodegenerative Diseases.2020

    • 著者名/発表者名
      Honda S, Arakawa S, Yamaguchi H, Torii S, Tajima Sakurai H, Tsujioka M, Murohashi M, Shimizu S.
    • 雑誌名

      Journal of molecular biology

      巻: 432 号: 8 ページ: 2622-2632

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2020.01.016

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Autophagy involvement in oncogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Torii Satoru、Honda Shinya、Murohashi Michiko、Yamaguchi Hirofumi、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 111 号: 11 ページ: 3993-3999

    • DOI

      10.1111/cas.14646

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] GOMED制御分子の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      山口啓史
    • 学会等名
      2021年度 新学術領域「オルガネラゾーン」zoom班会議
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Wipi3 is essential for alternative autophagy and its loss causes neurodegeneration2021

    • 著者名/発表者名
      山口啓史
    • 学会等名
      2019年度・2020年度難治疾患研究所発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Wipi3分子による新規オートファジー機構(GOMED)の制御とインスリン分泌への影響2021

    • 著者名/発表者名
      山口啓史
    • 学会等名
      2021年度難治疾患研究所発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Wipi3 is essential for alternative autophagy and its loss causes neurodegeneration2021

    • 著者名/発表者名
      山口啓史
    • 学会等名
      2019年度・2020年度難治疾患研究所研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規オートファジー制御分子の機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      山口啓史、荒川聡子、清水重臣
    • 学会等名
      第12回オートファジー研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] The membrane origin of mitophagy after enucleation in red blood cell.2020

    • 著者名/発表者名
      Satoko Arakawa, Shinya Honda, Hirofumi Yamaguchi and Shigeomi Shimizu
    • 学会等名
      International Symposium for Female Researchers in Chromatin Biology (ISFRCB) 2020 (Satellite Symposium of the 43rd MBSJ), Session 2 “Scientific talks by young female researchers in epigenetics”
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オルタナティブ・オートファジーの生理機能解析と通常型との機能分担についての解明2020

    • 著者名/発表者名
      荒川聡子・山口啓史・清水重臣
    • 学会等名
      マルチモードオートファジー 第2回班会議
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規オートファジーを制御するAAG3の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      山口 啓史
    • 学会等名
      第2回 オルガネラゾーン 若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規オートファジーを制御するAAG3の機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      山口 啓史、荒川 聡子、清水 重臣
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規オートファジー遺伝子欠損マウス(Aag3KO)と従来型オートファジー欠損マウス(Atg7KO)及び両オートファジー欠損マウス(Atg7/Aag3DKO)を比較した形態機能解析2019

    • 著者名/発表者名
      荒川 聡子、山口 啓史、清水 重臣
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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