| 研究領域 | 「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05494
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
天貝 佑太 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90773896)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 亜鉛 / ゴルジ体 / ERp44 / 亜鉛輸送体 / タンパク質品質管理 / 初期分泌経路 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
亜鉛は必須微量元素であり、その不足や過剰摂取は様々な病態を引き起こすため、生体内における亜鉛量を適切に調節する機構の理解は重要である。しかしながら、細胞および細胞内小器官レベルでの亜鉛恒常性維持機構についてはほとんど知見がない。本研究では、ケミカルバイオロジーと細胞生物学的解析を組み合わせて、ゴルジ体における亜鉛制御を解明し、さらに分泌型亜鉛酵素活性化機構の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
昨年度までにゴルジ体に局在するZnTの発現抑制がゴルジ体内の遊離亜鉛濃度を低下させることを見出し、さらに、発現抑制するZnTによって濃度低下するゴルジ体の領域が異なることを発見した。ZnTは亜鉛イオンとプロトンのアンチポーターであるため、ZnTの発現抑制は、ゴルジ体内にプロトンを蓄積させ、pH が低下するのではないかと着想し、ZnTを発現抑制した細胞におけるゴルジ体pHを、pHプローブであるpHluorin2を用いて解析した。その結果、ZnTの発現抑制はゴルジ体のpHに影響を与えないことが明らかとなった。このことは、ゴルジ体におけるpHの調節が亜鉛調節の上流に位置する可能性を示唆した。
ビオチンの添加によって小胞体からの出芽を誘導できるRUSHシステムを用いて、ERp44を小胞体からゴルジ体へ同調輸送する実験系を開発した。このシステムでERp44の動きを観察したところ、ビオチン添加後小胞体からゴルジ体に移行し、その後小胞体へと戻る様子が観察された。これは、ERp44がゴルジ体で亜鉛イオンと結合することで、C末端RDEL配列を介したゴルジ体から小胞体への逆行輸送が生じていると考えられrた。ゴルジ体に局在するZnT亜鉛輸送体を発現抑制した細胞では、ERp44のゴルジ体局在の時間に変化が見られたことから、ゴルジ体における亜鉛イオンの濃度調節がERp44の亜鉛化に重要な役割を果たしていることがサポートされた。
ERp44以外の亜鉛酵素についても同様の解析を行い、酵素活性を測定する実験系を開発した。小胞体からゴルジ体へ移行し分泌小胞へと輸送される過程で酵素の活性化が生じる経過を見出しつつある。
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| 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。
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| 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。
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