| 研究課題/領域番号 |
24K18067
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分43030:機能生物化学関連
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| 研究機関 | 秋田大学 |
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研究代表者 |
荒川 将志 秋田大学, 医学系研究科, 助教 (20986567)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2024年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 分泌 / ER exit site (ERES) / 小胞体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
小胞体内で合成されたタンパク質は、小胞体上の特殊ドメインであるER exit site(ERES)から膜輸送によってゴルジ体へと運ばれる。ERESは栄養状態や細胞周期等に応じて、その形態を変化させることで小胞体からのタンパク質輸送を制御する。特にERESの局在は、ゴルジ体近傍に集積するものと細胞質全体に点在するものの2種類に大別され、細胞内外の環境変化によって、その割合は変化する。しかしERESの局在制御機構とその生理的意義はほとんどわかっていない。本研究ではゴルジ体近傍に集積するERESおよび細胞質全体に点在するERES、それぞれの局在決定機構および両者の機能的な差異について明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
小胞体で合成されたタンパク質は、膜輸送により小胞体からゴルジ体へと運ばれる。この輸送の出発点を担うのが、小胞体膜上の特殊ドメインER exit site (ERES) である。ERESは、栄養状態や細胞周期といった細胞内外の環境変化に応答し、その形態や分布をダイナミックに変化させることで、小胞体からのタンパク質輸送を精密に制御していると考えられている。
細胞内においてERESの局在は一様ではなく、ゴルジ体近傍に密集して存在する集団と、細胞質全体に点在する集団の二種類が観察される。これらのERES集団の分布バランスもまた、細胞内外の環境に応じて変動する。このように環境に応じて変化するERESの局在が、タンパク質輸送の調節に寄与する可能性が強く示唆されるが、ERESの局在が具体的にどのように制御され、その制御が持つ生理的な意義については、未だ不明な点が多く残されている。
本研究は、これら二種類のERES集団、すなわちゴルジ体近傍のERESと細胞質に分散したERESの局在決定機構と、両者が担う機能的な差異を明らかにすることを目的とする。
本年度は、ERESの局在パターンがタンパク質輸送に与える影響を具体的に評価するため、まず細胞の培養条件を操作することでERESの局在を意図的に変化させた。その上で、RUSH (Retention Using Selective Hooks) システムを利用し、カーゴタンパク質の小胞体からゴルジ体への輸送動態を詳細に解析した。その結果、ERESがゴルジ体近傍に集積している場合と細胞質に分散している場合とで、タンパク質の輸送効率や速度が大きく異なることを見出した。さらに、これらのERES局在パターンの形成と維持に関与する因子を探索し、複数のERES構成分子およびそれらを細胞内輸送路へ連結するモーターアダプター分子群を新たに同定することに成功した。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は細胞の培養条件を操作することでER exit siteの局在を意図的に変化させた場合のタンパク質輸送について、RUSHシステムを用いて明らかにした。また、ER exit siteの局在決定に必要なモーターアダプター分子群を新たに同定した。
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| 今後の研究の推進方策 |
ER exit site (ERES) の局在決定に必要な分子として新たに同定されたモーターアダプター分子群とERES構成分子との結合機構および局在化機構の解析を行うことで、ERESの局在制御の分子メカニズムを明らかにする。また、これら分子群のタンパク質輸送への影響を解析する。
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