| 研究領域 | クロススケール新生物学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05553
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
土屋 光 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主任研究員 (90760132)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | タンパク質分解 / ユビキチン / 相分離 / 液－液相分離 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ユビキチン・プロテアソーム系は異常タンパク質や役目を終えたタンパク質を選択的に分解することによりタンパク質恒常性の維持に必須の役割を果たしている。最近、我々は、プロテアソームが様々なストレスに応答してユビキチン化基質と液－液相分離（LLPS）し、核や細胞質にメゾスケールの液滴を形成することを見出した。ユビキチンとデコーダー分子によるLLPSが相次いで発見されているが、その制御機構については不明な点が多い。そこで本研究では、ユビキチン液滴の再構築系を開発するとともに、さらに、メゾ複雑体としてのユビキチン液滴を介したプロテアソームとオートファジーの連携機構を解明する。
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| 研究実績の概要 |
細胞内のタンパク質分解はユビキチン・プロテアソーム系とオートファジー・リソソーム系が中核を担っている。近年、タンパク質分解系が液-液相分離を介してユビキチン陽性のメゾスケール構造体を形成することが相次いて報告されている。これらタンパク質分解系を介した構造体の形成には共通してユビキチン化基質とアダプタータンパク質（ユビキチンデコーダー）が必須である。我々は試験管内におけるユビキチン液滴再構成系の確立に取り組み、プロテアソームのユビキチンデコーダー（RAD23B）とオートファジーのユビキチンデコーダー（p62）がユビキチン鎖を介して共相分離することを見出した。また、ピューロマイシン処理による翻訳ストレスに応答してプロテアソームが「ユビキチン陽性凝集体」を形成することを見出した。免疫染色の結果この構造体にはユビキチン、プロテアソーム、RAD23Bといったプロテアソームによるタンパク質分解に関与する因子以外にもUBQLNファミリーやp62などのオートファジーに関与する因子を含むことが明らかとなった。これら因子のノックダウンによるピューロマイシン依存的なユビキチン構造体の形成能を検討したところRAD23BおよびUBQLN1ノックダウンにより構造体の数が減少することが明らかとなった。さらに、ユビキチン構造体のクリアランスにおけるタンパク質分解活性の必要性を検討したところ、プロテアソームまたはリソソーム阻害剤を処理するとユビキチン液滴のクリアランスが遅延することから、プロテアソームとオートファジー両方の活性が必須であることが明らかとなった。よって、このユビキチン陽性の構造体を介してプロテアソームとオートファジーによるタンパク質分解が協調的に機能していることが示唆された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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