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2013 年度 実績報告書

直鎖状ポリユビキチン化修飾による新たなNF-κB活性化機構と病態との関連

計画研究

研究領域翻訳後修飾によるシグナル伝達制御の分子基盤と疾患発症におけるその破綻
研究課題/領域番号 22117006
研究機関群馬大学

研究代表者

徳永 文稔  群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (00212069)

研究期間 (年度) 2010-06-23 – 2015-03-31
キーワード酵素 / タンパク質 / 細胞・ 組織 / シグナル伝達 / 免疫学
研究概要

申請者らは、ユビキチンリガーゼ複合体(LUBAC)がユビキチンのN末端を介する新規直鎖状ポリユビキチン鎖を生成することで炎症や免疫制御に重要なNF-κBシグナル経路を制御することを同定した。さらに、LUBAC活性を抑制する脱ユビキチン化酵素としてA20を同定し、A20が7番目のzinc finger (ZF)を介して直鎖状ユビキチンに結合すること、A20-ZF7の直鎖状ユビキチン結合部位の変異はB細胞リンパ腫発症に関連することを石谷班との共同研究として報告した。
平成25年度には、さらに石谷班との共同研究として、細胞内に侵入したDNAウイルスの識別に重要な働きをすることが明らかになったヒトcyclicGMP-AMP合成酵素(cGAS)の構造と機能の解明を行い、X線結晶構造解析によってcGASにおいてDNA認識に重要と示された塩基性アミノ酸クラスターやZnフィンガー領域が、インターフェロン産生やNF-κB活性など生理機能発現に重要であることを示し、PLoS One誌に発表した。また、LUBAC活性を制御する新規タンパク質群の精製を進め、井上・尾山班の高精度質量分析技術によって含有タンパク質を同定した。これらのタンパク質のLUBAC結合性やNF-κB活性発現に与える影響を解析し、著明に活性亢進を導くLUBAC結合タンパク質を二種見出した。さらに、これらの遺伝子をノックアウトした細胞をCas9/CRISPR法によって構築し、各種リガンド刺激によって誘導されるNF-κB活性化経路の解析を進めている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成25年度には共同研究を含めて3報の論文発表を行っており、今後進展が期待できる研究成果も得られた。発表に結びつけるまでには時間は要するが、興味深い展開が可能と考えている。

今後の研究の推進方策

平成26年度には直鎖状ユビキチン化を介したNF-κB活性制御の解明と病態として申請者らと領域内共同研究により次の項目を解析する。①井上・尾山班のプロテオミクス解析によりLUBAC結合性タンパク質群の同定をさらに進め、機能解析を行う。新規シグナル制御因子の場合、ノックアウトマウスの作製を進める。②直鎖状ポリユビキチン鎖結合ドメインを含有するoptineurinなどの生理機能解析を行い、直鎖状ユビキチン認識の構造基盤を石谷班のX線結晶構造解析によって明らかにするとともに生理機能相関を解明する。③直鎖状ユビキチンを標的として、癌、炎症性疾患、自己免疫疾患、生活習慣病などに対する新規抗癌剤スクリーニングに着手する。

  • 研究成果

    (14件)

すべて 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 5件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Structural and functional analyses of DNA-sensing and immune activation by human cGAS2013

    • 著者名/発表者名
      Kazuki Kato, Ryohei Ishii, Eiji Goto, Ryuichiro Ishitani, Fuminori Tokunaga, and Osamu Nureki
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 8 ページ: e76983

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0076983

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recruitment of the autophagic machinery to endosomes during infection is mediated by ubiquitin2013

    • 著者名/発表者名
      Naonobu Fujita et al.
    • 雑誌名

      J. Cell Biol.

      巻: 203 ページ: 115-128

    • DOI

      10.1083/jcb.201304188

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear ubiquitination-mediated NF-κB regulation and its related disorders2013

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Tokunaga
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 154 ページ: 313-323

    • DOI

      10.1093/jb/mvt079

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 直鎖状ユビキチン化を介したNF-κB制御機構と疾患2013

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 85 ページ: 414-422

  • [学会発表] 直鎖状ポリユビキチン修飾を介したNF-κB制御のB細胞リンパ腫発症における役割

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔
    • 学会等名
      日本薬学会第134年会
    • 発表場所
      熊本
    • 招待講演
  • [学会発表] 直鎖状ユビキチン鎖生成を介したNF-κBシグナル制御と疾患

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔
    • 学会等名
      東京工業大学バイオサイエンスシンポジウム
    • 発表場所
      横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] ユビキチン修飾による細胞機能制御と疾患

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔
    • 学会等名
      第60回北関東医学会総会
    • 発表場所
      前橋
    • 招待講演
  • [学会発表] Linear ubiquitination-mediated NF-κB regulation mechanism and its related disorders

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Tokunaga
    • 学会等名
      プロテイン・アイランド・松山(PIM)国際シンポジウム2013
    • 発表場所
      松山
    • 招待講演
  • [学会発表] 直鎖状ポリユビキチン化を介したNF-κB制御と疾患

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔
    • 学会等名
      第86回日本生化学会
    • 発表場所
      横浜
    • 招待講演
  • [学会発表] 直鎖状ユビキチン化を介するNF-κB制御に関わる脱ユビキチン化酵素と疾患

    • 著者名/発表者名
      徳永文稔、西増弘志、石谷隆一郎、濡木理
    • 学会等名
      病態プロテアーゼ学会
    • 発表場所
      大阪
  • [学会発表] Down-regulation mechanism for LUBAC-induced NF-κB pathway

    • 著者名/発表者名
      Fuminori Tokunaga
    • 学会等名
      The 35th Naito Conference: The ubiquitin-proteasome system: From basic mechanisms to pathophysiological roles
    • 発表場所
      Sapporo
  • [備考] 群馬大学生体調節研究所分子細胞制御分野ホームページ

    • URL

      http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/lab/molcb/

  • [備考] 群馬大学生体調節研究所ホームページ

    • URL

      http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/

  • [備考] 新学術領域「修飾シグナル病」ホームページ

    • URL

      http://shushoku-signal.com/

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公開日: 2015-05-28  

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