| 研究課題/領域番号 |
21K06859
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分49010:病態医化学関連
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| 研究機関 | 群馬パース大学 |
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研究代表者 |
木村 鮎子 群馬パース大学, 医療技術学部, 講師 (50553616)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 老化 / プロテアソーム / 翻訳後修飾 / プロテオミクス / ユビキチン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
タンパク質の選択的分解除去に関わるプロテアソーム複合体は、構成因子の組み合わせや修飾によって制御される、緻密で洗練された分子装置である。増殖の盛んながんや酵母ではプロテアソーム活性が異常に亢進しており、種々のモデル動物や培養細胞などで、プロテアソームの増加が寿命を増加させることが報告されている。一方で、老齢マウスや老化モデル細胞ではプロテアソーム活性が低下しており、異常タンパク質の蓄積と、老化やそれに伴う疾患の発症に関わると考えられる。本研究では、老化に伴うプロテアソームの修飾変化の体系的な解析とタンパク質分解活性調節による細胞老化メカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
研究代表者らはこれまで、タンパク質の選択的分解除去装置であるプロテアソーム複合体の脂質修飾が、長期培養され「老化」した酵母で減少し、プロテアソームの細胞内局在変化に伴う種々のストレス関連タンパク質の蓄積を引き起こし、酵母の高温・薬剤などへのストレス耐性を減少させることを明らかにしてきた。これらの知見から研究代表者は、老化細胞におけるプロテアソームの活性低下機構においても、脂質修飾を含む種々の翻訳後修飾の変化が関与すると予測し、集団倍加数 (PDL)の異なる2種類のヒト正常二倍体繊維芽細胞株, 胎児肺由来, TIG-1 (PDL=20: 若齢モデル細胞・PDL=60: 老化モデル細胞)から抽出したタンパク質を用いたユビキチン化タンパク質のウエスタンブロット解析および質量分析を行った。既報の通り、TIG-1-60細胞では細胞体積の増加に伴い一細胞あたりのタンパク質量の増加が見られ、さらにウエスタンブロット解析ではユビキチン化タンパク質シグナルの増加が見られた。また質量分析により、TIG-1-20細胞およびTIG-1-60細胞からそれぞれ450種類前後のタンパク質が検出された。TIG-1-20細胞特異的タンパク質群には、シグナル伝達や細胞の運動、核などに含まれるものが多いのに対し、TIG-1-60細胞特異的タンパク質群には、増殖を停止した線維芽細胞において発現増加することが知られているGAS6を含む老化関連タンパク質の他、ユビキチン化関連酵素やプロテアソームサブユニットのタンパク質、アルツハイマー病やパーキンソン病などの神経変性疾患に関わるタンパク質などが含まれていた。
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| 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
老化モデル細胞と若齢モデル細胞を用いたウエスタンブロット解析および質量分析により、老化モデル細胞で特異的に蓄積する、既知の老化関連タンパク質を含む多数のユビキチン化タンパク質を明らかにすることができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
上記の解析で老化モデル細胞における蓄積が確認されたタンパク質のうちいくつかを選び、ウエスタンブロットや細胞免疫染色によるタンパク質蓄積の確認を行う。また、老化モデル細胞と若齢モデル細胞からプロテアソーム複合体を精製し、SDS-PAGEと質量分析法により、プロテアソームの各サブユニットにおけるリン酸化や脂質修飾などによる翻訳後修飾パターンの違いを調べると共に、蛍光標識ペプチドを用いたペプチダーゼ活性測定などにより、修飾変化とプロテアソームの活性変化の関連を調べる。
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