近接依存性ビオチン標識法による組織特異的小胞体ストレス原因タンパク質の探索

• 研究課題/領域番号: 22K06203
• 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: 京都大学
• 研究代表者: 石川 時郎 京都大学, 理学研究科, 助教 (70632545)
• 研究期間 (年度): 2022-04-01 – 2023-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2022年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: メダカ / 小胞体ストレス応答 / 小胞体 / IRE1

研究開始時の研究の概要

膜タンパク質や分泌タンパク質の折畳みの場である小胞体に構造異常タンパク質が蓄積する状態である「小胞体ストレス」はさまざまな疾患に関わっています。
これに対処するための『小胞体ストレス応答』の分子メカニズムはよく解明されてきましたが、そもそもどのような分子が小胞体ストレスを引き起こしているのかについては知見がほとんど得られていませんでした。
本研究課題では『どのような分子が構造異常となっているか』を培養細胞とメダカを用いて明らかにすることを目指します。

研究実績の概要

膜タンパク質や分泌タンパク質の折畳みの場である小胞体に負荷を与えその機能を低下させるような生理的あるいは病理的な状態では、小胞体内に折畳みがうまく行かず、構造が異常となったタンパク質が蓄積してしまう。このような状態を小胞体ストレスと呼ぶ。細胞は小胞体ストレスに対処するための機構：小胞体ストレス応答を備えている。
小胞体ストレス応答は小胞体膜に局在する1回膜貫通型の小胞体ストレスセンサー分子が、小胞体内の異常を何らかの形で小胞体ストレスとして感知することで発動される。
本研究では小胞体ストレス応答機構の分子機構をより詳細に明らかにすること、および小胞体ストレスを引き起こす分子がどのようなものであるか、その実態を明らかにすることを目的とする。この目的のため、小胞体ストレスセンサー分子および、その下流の因子に結合するタンパク質を近接依存的ビオチン結合法によりビオチン化することで網羅的に同定するスクリーニング系の立ち上げを行いたい。
本年度はIRE1下流のXBP1 mRNAに結合するタンパク質を網羅的にビオチン化する系を立ち上げるため、複数のビオチン化酵素を用いた条件検討を試みた。その結果、XBP1 mRNA発現依存的にビオチン化が生じる系の作出に成功した。