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レドックスゾーンで切り拓く小胞体恒常性維持機構

公募研究

研究領域細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
研究課題/領域番号 18H04871
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
研究機関京都産業大学

研究代表者

潮田 亮  京都産業大学, 生命科学部, 准教授 (30553367)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2019年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
キーワードレドックス / タンパク質品質管理 / ストレス応答 / 分子シャペロン / 小胞体 / 小胞体関連分解 / フォールディング / ERdj5 / カルシウム
研究実績の概要

我々は、小胞体で初めて還元酵素ERdj5を発見し、小胞体関連分解における分解基質のジスルフィド結合を還元し、その還元活性がタンパク質品質管理、特に小胞体関連分解に重要であることを明らかにした(R. Ushioda et al. Science 2008、R. Ushioda et al. Mol. Biol. Cell. 2013)。さらに、ERdj5の新しい機能として、小胞体内腔のカルシウム調節にも関わることを明らかにし(R. Ushioda et al. PNAS 2016)、東北大学稲葉研との共同研究でSERCA2bカルシウムポンプの構造を世界で初めて解明した(Inoue et al. Cell reports, 2019)。還元酵素ERdj5との結合因子の同定に繋げた。ERdj5は酸化酵素Ero1と結合し、酸化的フォールディングで生じる電子がPDIを介してEro1に受け渡され、ERdj5へ供給されるという小胞体内腔の電子伝達ではこれまで想定されてこなかった電子伝達経路を明らかにした(Uegaki et al., 2019 In preparation)。
小胞体で形成されたレドックスゾーンが、電子リレーによるネットワークを介して、情報伝達としての「連携ゾーン」を形成するのではないか、つまり、レドックスゾーンから発信する電子リレーによる情報が別の情報へと変換され、他のオルガネラの機能や恒常性維持に関わるのではないかと想定した。この観点から、小胞体-ミトコンドリア、小胞体-ゴルジ体との連携ゾーンとしてのレドックスゾーンの重要性を明らかにした。レドックスゾーンを担う中心因子である還元酵素ERdj5の欠損では、サイトゾルのカルシウム濃度が異常上昇し、ミトコンドリアの形態異常が起こることを明らかにした(Yamashita et al. In preparation)。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 3件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 7件、 招待講演 3件) 図書 (4件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Windsor(カナダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Reading/University of Cambridge(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Structural basis of sarco/endoplasmic reticulum Ca2+-ATPase 2b regulation via transmembrane helix interplay2019

    • 著者名/発表者名
      Michio Inoue, Nanami Sakuta, Satoshi Watanabe, Yuxia Zhang, Kunihito Yoshikaie, Yoshiki Tanaka, Ryo Ushioda, Yukinari Kato, Junichi Takagi, Tomoya Tsukazaki, Kazuhiro Nagata, Kenji Inaba
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 27 号: 4 ページ: 1221-1230

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.03.106

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The Chaperone Protein HSP47: A Platelet Collagen Binding Protein that Contributes to Thrombosis and Haemostasis2018

    • 著者名/発表者名
      Sasikumar P、AlOuda K.S、Kaiser W J、Holbrook L.M、Kriek N、Unsworth J.A、Bye A.P、Sage T、Ushioda R、Nagata K、Farndale R.W、Gibbins J M
    • 雑誌名

      Journal of Thrombosis and Haemostasis

      巻: 16 号: 5 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1111/jth.13998

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Conserved Residues Lys57 and Lys401 of Protein Disulfide Isomerase Maintain an Active Site Conformation for Optimal Activity: Implications for Post-Translational Regulation2018

    • 著者名/発表者名
      Caba Cody、Ali Khan Hyder、Auld Janeen、Ushioda Ryo、Araki Kazutaka、Nagata Kazuhiro、Mutus Bulent
    • 雑誌名

      Frontiers in Molecular Biosciences

      巻: 5 ページ: 5-18

    • DOI

      10.3389/fmolb.2018.00018

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Redox-Mediated Regulatory Mechanisms of Endoplasmic Reticulum Homeostasis2018

    • 著者名/発表者名
      Ushioda Ryo、Nagata Kazuhiro
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Perspectives in Biology

      巻: 1 号: 5 ページ: a033910-a033910

    • DOI

      10.1101/cshperspect.a033910

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nascent polypeptide can be an electron donor for ER-resident disulfide reductase ERdj52019

    • 著者名/発表者名
      Kaiku Uegaki,Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
    • 学会等名
      EMBO Workshop”Protein quality control: From mechanisms to disease”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レドックスゾーンで切り拓く小胞体恒常性維持機構2019

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      新学術領域研究「オルガネラゾーン」班会議
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Maintenance of ER homeostasis through disulfide reductase2019

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ushioda, Kaiku Uegaki, Kazuhiro Nagata
    • 学会等名
      Gordon Research Conference “2019Stress Proteins in Growth, Development and Disease”、Renaissance Tuscany Il Ciocco in Lucca
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electron donor for disulfide reductase ERdj5 in the ER2019

    • 著者名/発表者名
      上垣日育、潮田亮、髙島成二、稲葉謙次、永田和宏
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レドックスによる小胞体カルシウム恒常性維持機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      藤井唱平、潮田亮、山浦大地、平野愛弓、永田和宏
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ストレス応答としての小胞体レドックスシフト2019

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      第14回小胞体ストレス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] IP3受容体のレドックス依存的な チャネル活性制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      藤井唱平、潮田亮、永田和宏
    • 学会等名
      第14回小胞体ストレス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体の酸化還元酵素によるカルシウムイオンチャネルの制御機構の解明2019

    • 著者名/発表者名
      藤井唱平、潮田亮、永田和宏
    • 学会等名
      第92回日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レドックスを介した小胞体恒常性維持機構2019

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      第92回日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] レドックス制御に基づく小胞体恒常性維持機構2019

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      第92回日本生化学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 小胞体ゴルジ体間におけるレドックス環境のクロストーク2019

    • 著者名/発表者名
      山下龍志、潮田亮、永田和宏
    • 学会等名
      第2回新学術領域オルガネラゾーン若手の会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ストレス応答としての小胞体レドックスシフト2019

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Redox-crosstalk between ER and Golgi apparatus2019

    • 著者名/発表者名
      Riyuji Yamashita, Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 酸化的環境で還元反応の場を提供する新生鎖の役割2018

    • 著者名/発表者名
      潮田 亮
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Nascent chain as Electron donor for disulfide reductase in the ER2018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ushioda
    • 学会等名
      International symposium "Proteins: from the Cradle to the Grave"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deficiency of ER-resident reductase ERdj5 causes disruption of Mitochondrial morphology2018

    • 著者名/発表者名
      Riyuji Yamashita, Ryo Ushioda, Kazuhiro Nagata
    • 学会等名
      FASEB Meeting"Protein Research Conferences"
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Maintenance of ER homeostasis through disulfide reductase ERdj52018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ushioda
    • 学会等名
      International workshop of CSSI
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Maintenance of ER Homeostasis through Disulfide Reductase Erdj52018

    • 著者名/発表者名
      Ryo Ushioda
    • 学会等名
      東京工業大学化学生命科学研究所国際フォーラム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Distinct cysteine pairs contribute to assembly and regulation of ins(1,4,5)P3 receptors2018

    • 著者名/発表者名
      Shohei Fujii, Ryo Ushioda and Kazuhiro Nagata
    • 学会等名
      The 15th international Meeting of the European Calcium Society
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 月刊細胞7月号2019

    • 著者名/発表者名
      潮田亮、本橋ほづみ、西田基宏ほか
    • 総ページ数
      50
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] エレクトロンダイナミクスが支える生命の生存戦略2019

    • 著者名/発表者名
      潮田亮、本橋ほづみ、西田基宏、赤池孝章、増田真二、三木裕明、澤智裕
    • 出版者
      ニューサイエンス社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] レドックス疾患学2018

    • 著者名/発表者名
      潮田亮、赤池孝章、本橋ほずみ、内田浩二、末松誠、澤智裕、居原秀、渡邊泰男、西田基宏、住吉英樹、森泰生、一條秀憲、山本雅之、久堀徹、伊東健、熊谷嘉人、富澤一仁、浦野泰照、中川秀彦、上原孝
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      4758103690
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 蛋白質代謝医学2018

    • 著者名/発表者名
      潮田亮、田中啓二、胡桃坂仁志、上田卓也、稲田利文、田口英樹、後藤祐児、吉田賢右、永田和宏、加藤晃一、伊藤維昭、河野憲二、遠藤斗志也、藤木幸夫、岩井一宏、三浦正幸、水島昇、小松雅明、小椋光、川原裕之
    • 総ページ数
      1149
    • 出版者
      医歯薬出版株式会社
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 潮田研究室ホームページ

    • URL

      https://ushioda-lab.com/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] Ushioda Lab homepage (潮田研究室ホームページ)

    • URL

      https://ushioda-lab.com/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-01-27  

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