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タンパク質分解機構GOMEDの分子機構および神経変性疾患の病態メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K06909
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
研究機関東京科学大学 (2024)
東京医科歯科大学 (2022-2023)

研究代表者

山口 啓史  東京科学大学, その他の部局等, 非常勤講師 (50644241)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 完了 (2024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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワードタンパク分解 / 神経変性 / ゴルジ体 / オートファジー
研究開始時の研究の概要

GOMEDは、申請者たちが発見した、通常のオートファジーとは異なるタンパク質分解機能である。本研究では、GOMEDの分子機構、生理機能を明らかにし、さらに疾患との関連を解明する。具体的には、(1)GOMED実行に必要な、Ulk1のリン酸化反応、Wipi3の脱リン酸化反応を中心に、これらの前後のシグナルを明らかにし、GOMED実行機構の全貌を明らかにする。また、(2)これらのGOMED分子が、生理機能を果たす上で、どのように機能するかを、膵b細胞、神経細胞を代表例として解析する。さらに、(3)GOMEDの異常による疾患であることを確定し、病態メカニズムを解明する。

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、生理的役割を担っている。申請者は、このGOMED実行分子Wipi3の同定に成功し、(1) Wipi3がGOMED誘導時に脱リン酸化を受けること、(2) Wipi3脱リン酸化はGOMED実行に必要であることを見出した。また、(3) このWipi3脱リン酸化に関与する脱リン酸化酵素を同定し、Wipi3の脱リン酸化制御がGOMED誘導に必須であることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

GOMEDを制御する分子Wipi3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、Wipi3の脱リン酸化制御が、GOMED実行に不可欠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)
  • 2024 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2025 2023 2022

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Discovery of Golgi Membrane-associated Degradation Pathway, GOMED: A Focus on 15 Years of Ultrastructural Analyses2025

    • 著者名/発表者名
      Arakawa Satoko、Yamaguchi Hirofumi、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: - 号: 5 ページ: 315-329

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfaf023

    • 関連する報告書
      2024 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Inhibition of Insulin Secretion Induces Golgi Morphological Changes2023

    • 著者名/発表者名
      IWAMOTO TATSUYA、SHIMIZU SHIGEOMI、TAJIMA-SAKURAI HAJIME、YAMAGUCHI HIROFUMI、NISHIDA YUYA、ARAKAWA SATOKO、WATADA HIROTAKA
    • 雑誌名

      順天堂醫事雑誌

      巻: 69 号: 1 ページ: 42-49

    • DOI

      10.14789/jmj.JMJ22-0040-OA

    • ISSN
      2187-9737, 2188-2126
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書 2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An Overview of Golgi Membrane-Associated Degradation (GOMED) and Its Detection Methods2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai Hajime Tajima、Arakawa Satoko、Yamaguchi Hirofumi、Torii Satoru、Honda Shinya、Shimizu Shigeomi
    • 雑誌名

      Cells

      巻: 12 号: 24 ページ: 2817-2817

    • DOI

      10.3390/cells12242817

    • 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
  • [学会発表] 新規オートファジーGOMEDの発見とその生理機能解析2022

    • 著者名/発表者名
      荒川聡子、山口啓史、清水重臣
    • 学会等名
      第78回日本顕微鏡学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2026-01-16  

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