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ミスフォールドタンパク質の核外排出分子機構の解析

公募研究

研究領域脳内環境:恒常性維持機構とその破綻
研究課題/領域番号 26111704
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
研究機関東京大学

研究代表者

村田 茂穂  東京大学, 薬学研究科(研究院), 教授 (20344070)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2015年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2014年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
キーワードユビキチン / アルツハイマー病 / 筋萎縮性側索硬化症 / タンパク質恒常性 / ミスフォールドタンパク質 / 神経変性疾患 / プロテアソーム / SOD1
研究実績の概要

1. ミスフォールドタンパク質の核外運び出しに関与する因子の同定:哺乳類培養細胞を用いて、ALSの原因変異であるSOD1、TDP-43、アルツハイマー病で蓄積するTauの細胞内局在、凝集形成、発現量を指標としたヒトゲノムワイドsiRNAスクリーニングを各々実施した。その結果、SOD1の核外排出に関与する因子、Tauの凝集形成に関与する因子、TDP-43の分解に関与する因子をいずれも複数同定することに成功した。
2. ミスフォールドタンパク質の細胞内動態に影響を与える因子の神経変性における病態生理的意義の解析:神経変性・神経細胞死における病態生理的役割を、線虫・ショウジョウバエのモデル生物個体を用いた解析により解明を進めた。プロテアソーム機能減弱ハエ系統に対して、網羅的に過剰発現系統を交配することにより、構造異常タンパク質の細胞内動態に影響を与える新規因子の同定を試みた。その結果、変異SOD1やTDP-43の細胞内凝集形成およびそれに伴う神経変性を抑制する因子Xの同定に成功した。X遺伝子欠損マウスの作出にも成功し、現在ALSモデルマウス(SOD1 G85Rトランスジェニックマウス)と交配し、表現型を観察中である。
3. 神経細胞内で生じる異常タンパク質はユビキチン化されプロテアソームにより分解される。プロテアソームにはユビキチン化タンパク質受容体が2つ存在する。各欠損マウスの解析により、両者は主に縮重的に働いているが、各受容体にのみ捕捉されるタンパク質も存在することを明らかにした。また、長寿遺伝子として知られるSIRT1は多機能な脱アセチル酵素であり、HSFを活性化することも知られている。SIRT1欠損マウスや細胞においてユビキチン化タンパク質の蓄積や短寿命タンパク質の分解が見られることなどから、SIRT1がHSFやHspに依存しないタンパク質品質管理に関与していることを示した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Ottawa Hospital Research Institute(カナダ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Proteasome Impairment Induces Recovery of Mitochondrial Membrane Potential and an Alternative Pathway of Mitochondrial Fusion2015

    • 著者名/発表者名
      Shirozu R, Yashiroda H, Murata S
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 36 号: 2 ページ: 347-362

    • DOI

      10.1128/mcb.00920-15

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Redundant roles of Rpn10 and Rpn13 in recognition of ubiquitinated proteins and cellular homeostasis.2015

    • 著者名/発表者名
      Hamazaki J, Hirayama S, Murata S. Redundant roles of Rpn10 and Rpn13 in recognition of ubiquitinated proteins and cellular homeostasis.
    • 雑誌名

      PLoS Genet.

      巻: 11 号: 7 ページ: e1005401-e1005401

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1005401

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Sirt1-deficiency causes defective protein quality control2015

    • 著者名/発表者名
      Tomita T, Hamazaki J, Hirayama S, McBurney MW, Yashiroda H, Murata S
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 12613-12613

    • DOI

      10.1038/srep12613

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] プロテアソームの多様性と生体制御2016

    • 著者名/発表者名
      村田茂穂
    • 学会等名
      第32回高峰カンファレンス
    • 発表場所
      如水会館(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] プロテアソームの多様性による生体制御2016

    • 著者名/発表者名
      村田茂穂
    • 学会等名
      第4回CAKIカンファレンス
    • 発表場所
      リーガロイヤルホテル広島(広島県広島市)
    • 年月日
      2016-01-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A heat shock proteins- and ubiquitin-interacting protein counteracts aggregate formation of ubiquitinated proteins for proteasome degradation2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Uechi, Jun Hamazaki, Erina Kuranaga, Masayuki Miura, and Shigeo Murata
    • 学会等名
      Symposium for young ubiquitin researchers in Japan "New Era in the Ubiquitin Research"
    • 発表場所
      国際高等研究所 (木津川市)
    • 年月日
      2014-11-11 – 2014-11-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ミスフォールドタンパク質の細胞内動態制御機構2014

    • 著者名/発表者名
      村田茂穂
    • 学会等名
      第9回臨床ストレス応答学会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A novel ubiquitin-interacting protein that counteracts aggregate formation of ubiquitinated proteins2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Uechi, Jun Hamazaki, Erina Kuranaga, Masayuki Miura, and Shigeo Murata
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      国立京都国際会館・グランドプリンスホテル京都 (京都市)
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] プロテアソームの制御による生体調節2014

    • 著者名/発表者名
      村田茂穂
    • 学会等名
      第19回日本病態プロテアーゼ学会学術集会
    • 発表場所
      千里ライフサイエンスセンター(豊中市)
    • 年月日
      2014-08-08 – 2014-08-09
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 教室ホームページ

    • URL

      http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~tanpaku/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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