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Rubiconを介したオートファジー制御機構と神経発達における役割の解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K06169
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44010:細胞生物学関連
研究機関順天堂大学 (2023)
大阪大学 (2021-2022)

研究代表者

田端 桂介  順天堂大学, 医学部, 准教授 (40569018)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワードRubicon / 結合タンパク質 / siRNAスクリーニング / Myoferlin / 神経発達障害 / Rubicon変異体 / オートファジー / プロテオーム / 翻訳後修飾 / 神経発達
研究開始時の研究の概要

細胞内分解機構であるオートファジーは、癌、生活習慣病、老化など様々な疾患や現象に関わることが知られている。その制御する因子として、我々はRubiconを発見し研究を続けているが、肝心な問いであるRubiconがどのようにオートファジーを制御しているか未だよくわかっていない。そこで新規結合因子の同定、Rubiconの翻訳後修飾の解析を通じて、その分子制御機構を明らかにする。また最近神経発達患者から発見したRubicon変異を解析することで、神経発達におけるRubiconの役割を分子レベルで明らかにし、今後の治療戦略の礎を築くことを目的とする。

研究実績の概要

細胞内分解機構であるオートファジーは、癌、生活習慣病、老化など様々な疾患や現象に関わることが知られている。そのオートファジーを制御する因子として、我々は2009年にRubiconを発見し、細胞内の機能解析およびRubiconの生理的役割を明らかにしてきたが、肝心な問いであるRubiconがどのようにオートファジーを制御しているかは未だよくわかっていない。既知の酵素活性を持たないRubiconの機能を解明するには、Rubiconが協調してはたらく因子の同定が必須であると考え、結合タンパク質の解析を進めている。2021年度には、質量分析により同定したRubicon結合タンパク質からオートファジーに関連する因子を選別し、2022年度に、それらの候補からRubicon結合タンパク質として、1回膜貫通領域を有するMyoferlinを同定した。Myoferlinは、カルシウム・リン脂質結合能があり、膜修復や細胞内膜輸送に関わることが知られているが、オートファジーへの関与は依然不明である。我々は、RubiconはC末端領域にてMyoferlinと結合し、その結合を介してオートファジーを制御していることを見出した。現在さらに機能解析中である。また、2023年度には、神経疾患・神経発達におけるRubiconの役割の解明を目指して、神経発達障害患者の遺伝子解析からRubicon変異として新たに次の4つを見つけた [P3L, R456W: heterozygous]、[S609P: homozygous]、[H133Y, D488E: heterozygous]、[E519RfsX11]。現在これらの変異によるオートファジーへの影響、RubiconのRab7との結合能への影響、RubiconのBeclin1-PI3K複合体との結合能への影響を調べている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2023年度は、プロテオームとその後のsiRNAスクリーニングによって同定、選抜したMyoferlinの機能解析を進め、オートファジーにおける役割を調べた。Myoferlin-Rubiconによるオートファジー制御の分子機構をさらに明らかにするため、機能解析を現在進めている。さらに2023年度は、神経発達障害小児患者サンプルのゲノム解析の結果、Rubicon遺伝中の変異を新たに発見した。現在、Rubicon機能にどう影響するかを解析中である。

今後の研究の推進方策

Myoferlinのオートファジーにおける制御分子機構を明らかにするため、現在リソソームからのCa2+放出によるMyoferlin機能制御の可能性を検討している。Ca2+関連阻害剤処理やリソソームにおけるCa2+チャネルタンパク質であるTRPML1との関係を検討する。
Rubiconの翻訳後修飾の重要性、および神経発達障害小児患者サンプルのゲノム解析の結果同定したRubicon変異体については、作成した変異体を作成し、野生型と比べてオートファジーやその他の細胞内経路への影響を検討する。

報告書

(3件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 図書 (1件)

  • [国際共同研究] Queen Square Institute of Neurology/Department of Neuromuscular Disorders/University College London(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Purification of hepatitis C virus core protein in non-denaturing condition2024

    • 著者名/発表者名
      Izumida Kyo、Hara Yumiko、Furukawa Yukio、Ishida Kotaro、Tabata Keisuke、Morita Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Virological Methods

      巻: 323 ページ: 114852-114852

    • DOI

      10.1016/j.jviromet.2023.114852

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Microautophagy regulated by <scp>STK38</scp> and <scp>GABARAPs</scp> is essential to repair lysosomes and prevent aging2023

    • 著者名/発表者名
      Ogura Monami、Kaminishi Tatsuya、Shima Takayuki、Torigata Miku、Bekku Nao、Tabata Keisuke、Minami Satoshi、Nishino Kohei、Nezu Akiko、Hamasaki Maho、Kosako Hidetaka、Yoshimori Tamotsu、Nakamura Shuhei
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 24 号: 12

    • DOI

      10.15252/embr.202357300

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Opposing roles of RUBCN isoforms in autophagy and memory B cell generation2023

    • 著者名/発表者名
      Tsai Chao-Yuan、Sakakibara Shuhei、Kuan Yu-Diao、Omori Hiroko、El Hussien Maruwa Ali、Okuzaki Daisuke、Lu Shiou-Ling、Noda Takeshi、Tabata Keisuke、Nakamura Shuhei、Yoshimori Tamotsu、Kikutani Hitoshi
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 16 号: 803 ページ: 1-15

    • DOI

      10.1126/scisignal.ade3599

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Degradation of the NOTCH intracellular domain by elevated autophagy in osteoblasts promotes osteoblast differentiation and alleviates osteoporosis2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Gota、Kawabata Tsuyoshi、Takamatsu Hyota、Saita Shotaro、Nakamura Shuhei、Nishikawa Keizo、Fujiwara Mari、Enokidani Yusuke、Yamamuro Tadashi、Tabata Keisuke、Hamasaki Maho、Ishii Masaru、Kumanogoh Atsushi、Yoshimori Tamotsu
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: - 号: 10 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1080/15548627.2021.2017587

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Flavivirus recruits the valosin-containing protein?NPL4 complex to induce stress granule disassembly for efficient viral genome replication2022

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Masashi、Tabata Keisuke、Ishida Kotaro、Kobayashi Makiko、Arai Arisa、Ishikawa Tomohiro、Suzuki Ryosuke、Takeuchi Hiroaki、Tripathi Lokesh P.、Mizuguchi Kenji、Morita Eiji
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 298 号: 3 ページ: 101597-101597

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101597

    • 関連する報告書
      2022 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 CUL4A-DDB1-WDFY1 as an E3 ubiquitin ligase complex involved in initiation of lysophagy2022

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Teranishi, Keisuke Tabata, Marika Saeki, Tetsuo Umemoto, Tomohisa Hatta, Takanobu Otomo, Kentaro Yamamoto, Toru Natsume, Tamotsu Yoshimori, Maho Hamasaki
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 40(11) 号: 11 ページ: 111349-111349

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.111349

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] How cells recognize and remove the perforated lysosome2022

    • 著者名/発表者名
      Tabata Keisuke、Saeki Marika、Yoshimori Tamotsu、Hamasaki Maho
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: - 号: 6 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1080/15548627.2022.2138686

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ZDHHC13はULK1をパルミトイル化することによりオートファジーを制御する2022

    • 著者名/発表者名
      田端桂介、吉森保
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] ULK1 palmitoylation by ZDHHC13 is required for autophagy2022

    • 著者名/発表者名
      Tabata K.、 Yoshimori T.、Hamasaki M.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Laboratory Meeting_ Mechanisms of Aging, 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] 細胞の中から健康に保つ:オートファジーの分子機構と生理的な役割2023

    • 著者名/発表者名
      田端 桂介
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      北隆館 月刊「細胞」
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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