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細胞外タンパク質の選択的分解経路の分子機構解析

公募研究

研究領域マルチモードオートファジー:多彩な経路と選択性が織り成す自己分解系の理解
研究課題/領域番号 20H05312
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
審査区分 生物系
研究機関千葉大学

研究代表者

板倉 英祐  千葉大学, 大学院理学研究院, 准教授 (90754218)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードシャペロン / 細胞外異常タンパク質 / タンパク質分解 / 細胞外タンパク質 / 変性タンパク質
研究開始時の研究の概要

哺乳類の細胞外(血液・体液)に存在する変性した自己タンパク質を選択的分解するこれまで知られていない新しいタイプのマルチモードオートファジーの解明に迫る。
多細胞生物では細胞外、つまり血液や体液中に分泌された多様な自己タンパク質が機能する。これら細胞外タンパク質は、細胞内と同様に熱ストレスなど様々なストレスを受ける。しかしこの細胞外変性タンパク質が細胞内へ選択的に取込み分解するメカニズムが不明である。本課題では、細胞外の変性タンパク質を選択的に分解する分子機構の解明を目指す。

研究実績の概要

ほ乳類血液中などの細胞外環境に存在する異常タンパク質を細胞内に取込み分解へ導く選択的分解機構の分子機構の解明を主題に、細胞のもつタンパク質品質管理経路の解析を進めた。細胞外経路には、細胞外シャペロンが異常タンパク質を認識するステップと、その細胞外シャペロンと異常タンパク質の複合体を細胞表面で受容体が認識するステップが存在するが、その認識に関わる分子機構は不明である。ヘパラン硫酸受容体がテザリング因子としての細胞表面受容体の一つと考えられるが、さらに別の受容体タンパク質によって細胞表面で認識されると予想された。
今年度は、細胞外シャペロン受容体候補の機能解析を続けた。細胞外シャペロンの受容体としてだけでなく、普遍的なタンパク質取込み分解能についての関与も新たに判明した。このことは、細胞外のタンパク質を細胞表面でランダム認識+リソソーム分解するシステムが備わっていることが示唆された。さらに詳細な機能から、新しい分解システムの解明が期待できる。
また細胞内シャペロン複合体のオートファジー分解に関するストレス応答経路や、ミトコンドリアのストレスセンサーのモニター系が構築でき、各自別々に結果を取りまとめ発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

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 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Disruption of actin dynamics induces autophagy of the eukaryotic chaperonin TRiC/CCT2022

    • 著者名/発表者名
      Date Yuki、Matsuura Akira、Itakura Eisuke
    • 雑誌名

      Cell Death Discovery

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41420-022-00828-6

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Protocol for quantification of the lysosomal degradation of extracellular proteins into mammalian cells2021

    • 著者名/発表者名
      Tomihari Ayaka、Chiba Momoka、Matsuura Akira、Itakura Eisuke
    • 雑誌名

      STAR Protocols

      巻: 2 号: 4 ページ: 100975-100975

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100975

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Labeling and measuring stressed mitochondria using a PINK1-based ratiometric fluorescent sensor2021

    • 著者名/発表者名
      Uesugi Rie、Ishii Shunsuke、Matsuura Akira、Itakura Eisuke
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 297 号: 5 ページ: 101279-101279

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2021.101279

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞外シャペロンによる血液内の異常タンパク質分解機構2021

    • 著者名/発表者名
      板倉英祐
    • 学会等名
      第65回日本薬学会関東支部大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 新規蛍光比率プローブを用いたミトコンドリアストレスの検出と分子機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      上杉里瑛、松浦彰、板倉英祐
    • 学会等名
      第93回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 小胞体異常タンパク質除去に働くオートファジー依存的分解経路の解析2020

    • 著者名/発表者名
      石井俊輔、松浦彰、板倉英祐
    • 学会等名
      第93回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オートファジーを制御する新規化合物の同定と解析2020

    • 著者名/発表者名
      千葉桃果、松浦彰、板倉英祐
    • 学会等名
      第93回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] α2Mによる細胞外タンパク質分解システムの機能解析2020

    • 著者名/発表者名
      富張彩佳、松浦彰、板倉英祐
    • 学会等名
      第93回 日本生化学大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞外タンパク質分解システムCREDの基質選択性の研究2020

    • 著者名/発表者名
      板倉英祐、千葉桃果、富張彩佳、松浦彰
    • 学会等名
      第2回新学術領域研究「マルチモードオートファジー」班会議
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Discovery of extracellular protein degradation system in a blood2020

    • 著者名/発表者名
      Eisuke Itakura, Momoka Chiba, Ayaka Tomihari, Akira matsuura
    • 学会等名
      Japanese Association for Animal Cell Technology(JAACT)2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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