ミトコンドリア、ゴルジ体に関連する応答ゾーン、連携ゾーン解析

2021 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
• 研究課題/領域番号: 17H06414
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 清水 重臣 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (70271020)
• 研究分担者: 田村 康 山形大学, 理学部, 教授 (50631876) ; 細谷 孝充 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60273124) ; 吉田 秀郎 兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (60378528) ; 矢木 宏和 名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (70565423)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2022-03-31
• キーワード: ゴルジ体 / ミトコンドリア

研究実績の概要

ゴルジ体のストレス応答ゾーンの解析として、Golgi-mediated degradation pathway (GOMED)を解析した。GOMEDは、分泌タンパク質や細胞膜局在タンパク質が、ゴルジ体から細胞外あるいは細胞膜に向かう時に、量的、質的負荷がかかった場合に、これらのタンパク質を分解する仕組みである。今年度は、関連分子を新たに３種類同定し、細胞内での分子機能も明らかにした。また、生理機能解析においては、低血糖時にβ細胞内で実行されるインスリン分解に寄与していること、神経細胞保護に機能していることを見出した。また、ゴルジ体ストレス時には、転写も活性化する。プロテオグリカンの転写に関わるエンハンサー配列及び転写因子を同定するとともに、ムチンの転写に関わるエンハンサー配列と転写因子候補を同定した。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　小胞体-ミトコンドリア間連携ゾーンに関しては、Split-GFPプローブで可視化した細胞を利用し，siRNAライブラリを用いたスクリーニングを行い，ヒト小胞体ーミトコンドリア間コンタクトサイト形成に重要な遺伝子群を同定した。さらにSplit-GFPとsplit-TurboIDを結合したプローブ（Split-GFP-TurboID）を用いて，ヒト小胞体ーミトコンドリ間，ヒト小胞体ーリソソーム間に集積するタンパク質群を網羅的にビオチン化，精製することで同定することに成功した。
また、タンパク質特異的な糖鎖修飾のための選別輸送ゾーンの解析に関しては、(1)蛍光顕微鏡による観察によって、従来トランスゴルジ膜に存在していると考えられてきた糖転移酵素が、それぞれ独立したゾーンに局在することとを見出した。また、(2)糖転移酵素の局在は、酵素の膜貫通領域を含むCTS領域で規定されていることを見出した。

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。

研究成果

• [雑誌論文] Nickel particles are present in Crohn's disease tissue and exacerbate intestinal inflammation in IBD susceptible mice (2022)
  • 著者名/発表者名: Matsuda Hiroki、Nibe-Shirakihara Yoichi、Tamura Akiko、Aonuma Emi、Arakawa Satoko、Otsubo Kana、Nemoto Yasuhiro、Nagaishi Takashi、Tsuchiya Kiichiro、Shimizu Shigeomi、Ma Averil、Watanabe Mamoru、Uo Motohiro、Okamoto Ryuichi、Oshima Shigeru
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 592 ページ: 74～80
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.12.111
• [雑誌論文] Oxidized Phospholipids and Neutrophil Elastase Coordinately Play Critical Roles in NET Formation (2021)
  • 著者名/発表者名: Tokuhiro Takuto、Ishikawa Akane、Sato Haruka、Takita Shunya、Yoshikawa Ayuri、Anzai Ryoko、Sato Shinichi、Aoyagi Ryohei、Arita Makoto、Shibuya Takumi、Aratani Yasuaki、Shimizu Shigeomi、Tanaka Masato、Yotsumoto Satoshi
  • 雑誌名: Frontiers in Cell and Developmental Biology 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.3389/fcell.2021.718586
• [雑誌論文] Homeostatic p62 levels and inclusion body formation in CHCHD2 knockout mice (2021)
  • 著者名/発表者名: Sato Shigeto、Noda Sachiko、Torii Satoru、Amo Taku、Ikeda Aya、Funayama Manabu、Yamaguchi Junji、Fukuda Takahiro、Kondo Hiromi、Tada Norihiro、Arakawa Satoko、Watanabe Masahiko、Uchiyama Yasuo、Shimizu Shigeomi、Hattori Nobutaka
  • 雑誌名: Human Molecular Genetics 巻: 30 ページ: 443～453
  • DOI: 10.1093/hmg/ddab057
• [雑誌論文] Establishment of a novel monoclonal antibody against truncated glycoforms of α-dystroglycan lacking matriglycans (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Fumiya、Umezawa Fumiko、Sensui Tomohiro、Anzo Masashi、Abo Hirohito、Kuo Chu-Wei、Khoo Kay-Hooi、Kato Koichi、Yagi Hirokazu、Kawashima Hiroto
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 579 ページ: 8～14
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2021.09.043
• [雑誌論文] Molecular mechanisms and biological roles of GOMED (2021)
  • 著者名/発表者名: Noguchi Saori、Shimizu Shigeomi
  • 雑誌名: The FEBS Journal 巻: - ページ: -
  • DOI: 10.1111/febs.16281
• [雑誌論文] Purified EDEM3 or EDEM1 alone produces determinant oligosaccharide structures from M8B in mammalian glycoprotein ERAD (2021)
  • 著者名/発表者名: George Ginto、Ninagawa Satoshi、Yagi Hirokazu、Furukawa Jun-ichi、Hashii Noritaka、Ishii-Watabe Akiko、Deng Ying、Matsushita Kazutoshi、Ishikawa Tokiro、Mamahit Yugoviandi P、Maki Yuta、Kajihara Yasuhiro、Kato Koichi、Okada Tetsuya、Mori Kazutoshi
  • 雑誌名: eLife 巻: 10 ページ: -
  • DOI: 10.7554/eLife.70357
• [雑誌論文] Crystal structure of Tam41 cytidine diphosphate diacylglycerol synthase from a Firmicutes bacterium (2021)
  • 著者名/発表者名: Kimura Keisuke、Kawai Fumihiro、Kubota-Kawai Hisako、Watanabe Yasunori、Tomii Kentaro、Kojima Rieko、Hirata Kunio、Yamamori Yu、Endo Toshiya、Tamura Yasushi
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: 171 ページ: 429～441
  • DOI: 10.1093/jb/mvab154
• [学会発表] 新規オートファジー GOMED とケミカルバイオロジー (2022)
  • 著者名/発表者名: 清水重臣
  • 学会等名: 第142回日本薬学会
  • 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanisms and physiological roles of Atg5-independent mitophagy (2021)
  • 著者名/発表者名: Shigeomi Shimizu
  • 学会等名: ASMRM
  • 招待講演
• [学会発表] New insights into the mechanism of Golgi-mediated alternative autophagy using chemical biology approach (2021)
  • 著者名/発表者名: Shigeomi Shimizu
  • 学会等名: ゲーテ大学CRC seminar
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] オルタナティブ・オートファジーと神経変性疾患 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水重臣
  • 学会等名: 第40回日本認知症学会
  • 招待講演
• [学会発表] ゴルジ体ストレス時に見られるゴルジ体調節機構 (2021)
  • 著者名/発表者名: 清水重臣
  • 学会等名: 第44回日本分子生物学会
• [備考] オルガネラゾーンホームページ
  • URL: http://organellezone.org/