ｍＲＮＡの局在による膜蛋白質の翻訳後修飾の制御

• 研究領域: 多様性と非対称性を獲得するＲＮＡプログラム
• 研究課題/領域番号: 23112720
• 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: 立教大学 (2012); 慶應義塾大学 (2011)
• 研究代表者: 後藤 聡 立教大学, 理学部, 教授 (60280575)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2013-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: mRNA / 翻訳後修飾 / ショウジョウバエ / GPI / 小胞体 / ゴルジ体 / 糖鎖

研究実績の概要

細胞膜に局在または細胞外に分泌される蛋白質のほとんどは、糖鎖やプロセッシングなどによる翻訳後修飾を受けることによって正しい機能を発揮する。私達は、そのような翻訳後修飾の制御としてmRNAの局在が重要であると考え、それを検証することにした。
翻訳後修飾のモデル系としてGPIアンカーに着目した。その理由は、GPIアンカーが付加される蛋白質DlpのmRNAが、ショウジョウバエの上皮細胞で核膜近傍の小胞体に局在していたことにある。この核膜近傍の小胞体へのDlp mRNAの局在が重要であるかを調べるために、3’UTRを他の遺伝子のものと交換したmRNAを発現させた。その結果、Dlp mRNAは核膜近傍の小胞体以外の小胞体に局在するようになった。次に、その翻訳産物の局在を調べたところ、核膜近傍の小胞体以外の小胞体で翻訳されたDlp蛋白質は、本来局在するべき細胞のラテラル側の細胞膜以外にも局在するようになった。このことは、Dlp は、そのmRNAが正しい小胞体で翻訳されることが、その産物の局在に重要である可能性を示唆している。
次に、なぜ核膜近傍の小胞体で翻訳されることが重要であるかについて検討した。まず、GPI生合成酵素蛋白質の局在を調べたところ、驚いたことに核膜に局在することを見出した。このことは、GPIは、今まで言われてきたように小胞体で合成されるのではなく、核膜で合成されていることを強く示唆している。すなわち、核膜で生合成されたGPIが近傍の小胞体に輸送され、その小胞体で翻訳された蛋白質に効率的にGPI付加がなされている可能性が示唆された。
以上の結果は、蛋白質の翻訳とその修飾のカップリングを示唆するものとして興味深い。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Balanced ubiquitination determines cellular responsiveness to extracellular stimuli. (2012)
  • 著者名/発表者名: Mukai, A.
  • 雑誌名: Cell. Mol. Life Sci. 巻: 69 号: 23 ページ: 4007-4016
  • DOI: 10.1007/s00018-012-1084-4
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of proteasome components required for apical localization of Chaoptin using functional genomics (2012)
  • 著者名/発表者名: Yano, H., Yamamoto-Hino, M., Awano, W., Aoki-Kinoshita, K. F., Tsuda-Sakurai, K., Okano, H. and Goto, S.
  • 雑誌名: J. Neurogenet 巻: vol.26 号: 1 ページ: 53-63
  • DOI: 10.3109/01677063.2012.661497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cisterna-specific Localization of Glycosylation-related Proteins to the Golgi Apparatus (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto-Hino, M., Abe, M., Shibano, T., Setoguchi, Y., Awano, W., Ueda. R., Okano, H., Goto, S.
  • 雑誌名: Cell Structure and Function 巻: 37 号: 1 ページ: 55-63
  • DOI: 10.1247/csf.11037
  • NAID: 130004137577
  • ISSN: 0386-7196, 1347-3700
  • 査読あり
• [雑誌論文] AP-1 clathrin adaptor and CG8538/Aftiphilin are involved in Notch signaling during eye development in Drosophila (2012)
  • 著者名/発表者名: Kametaka, Satoshi
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 125 号: 3 ページ: 634-648
  • DOI: 10.1242/jcs.090167
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fluorescence-monitored zero dead-volume nanoLC-microESI-QIT-TOF MS for analysis of fluorescently tagged glycosphingolipids (2011)
  • 著者名/発表者名: Daikoku, S., Ono, Y., Ohtake, A., Hasegawa, Y., Fukusaki, E., Suzuki, K., Ito, Y., Goto, S., Kanie, O.
  • 雑誌名: Analyst 巻: 136 号: 5 ページ: 1046-1050
  • DOI: 10.1039/c0an00715c
  • 査読あり
• [学会発表] 自然免疫を制御する糖鎖修飾関連分子Senjuの解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本(日野)美紀、粟野若枝、芝野孝子、岡野栄之、後藤聡
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都)
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] 糖鎖関連遺伝子の大規模スクリーニング (2011)
  • 著者名/発表者名: 山本(日野)美紀、蟹江善美、粟野若枝、木下聖子、西原祥子、岡野栄之、上田龍、蟹江治、後藤聡
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会・シンポジウム
  • 発表場所: 京都国際会議場(京都)(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-22