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

2014 年度 実績報告書

• 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): 2010-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: シグナル伝達 / タンパク質 / 酵素 / 細胞・ 組織 / 免疫学

研究実績の概要

我々は、LUBACユビキチンリガーゼがユビキチンのN末端を介する直鎖状ポリユビキチン化という新しい翻訳後修飾を司ること、その活性化が炎症や免疫制御に重要なNF-κBシグナル経路の活性化に寄与することを同定している。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26年度には、佐藤班との共同研究として、K63ユビキチン鎖と直鎖状ユビキチン鎖を特異的に分解する脱ユビキチン化酵素(CYLD)のX線結晶解析によるユビキチン鎖認識の分子機構と生理機能との相関を解明した。CYLDの遺伝子変異は、円柱腫や毛包上皮腫を引き起こすことから、新規抗癌剤デザインへの応用が期待される。また石谷班との共同研究として、直鎖状ユビキチン結合性UBANドメインを含有するoptineurinのユビキチン認識の分子構造を解明するとともに、optineurinがNF-κBシグナルやアポトーシス経路を負に抑制することをCas9/CRISPR法を用いたノックアウト細胞構築により明らかにした。optineurinの遺伝性変異家系は緑内障や筋萎縮性側索硬化症（ALS）を引き起こすが、ALSなどユビキチン陽性凝集体形成を伴う神経変性疾患発症に直鎖状ユビキチン鎖やNF-κB制御の破綻が連関する可能性が出てきた。

現在までの達成度 (段落)

26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

26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] Structures of CYLD USP with Met1- or Lys63-linked diubiquitin reveal mechanisms for dual specificity. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sato, Eiji Goto, Yuri Shibata, Yuji Kubota, Atsushi Yamagata, Sakurako Goto-Ito, Keiko Kubota, Jun-ichiro Inoue, Mutsuhiro Takekawa, Fuminori Tokunaga and Shuya Fukai
  • 雑誌名: Nat. Strct. Mol. Biol. 巻: 22 ページ: 222-229
  • DOI: 10.1038/nsmb.2970
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A novel autosomal recessive mutation of DSG4 causes monilethrix through the ER stress response. (2015)
  • 著者名/発表者名: Madoka Kato, Akira Shimizu, Yoko Yokoyama, Kyoichi Kaira, Yutaka Shimomura, Akemi Ishida-Yamamoto, Kiyoko Kamei, Fuminori Tokunaga, and Osamu Ishikawa
  • 雑誌名: J. Invest. Dermatol. 巻: 135 ページ: 1253-1260
  • DOI: 10.1038/jid.2015.12
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 8番目のユビキチン鎖、直鎖状ユビキチン鎖の機能と疾患への関わり： 炎症、免疫応答に重要なNF-κB経路の新しい制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 52 ページ: 716-718
• [学会発表] Linear ubiquitination-mediated NF-κB regulation. (2015)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Tokunaga
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Protein Modifications in Pathogenic Dysregulation of Signaling.
  • 発表場所: 東京大学医科学研究所（東京）
  • 年月日: 2015-01-23
  • 招待講演
• [学会発表] Optineurinの直鎖状ユビキチン結合を介したNF-κB制御と疾患との関連 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、石井亮平、中澤世識、石谷隆一郎、濡木理、徳永文稔
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] CRISPR/Cas9法を用いたLUBAC欠損細胞の作製とNF-κB活性制御への影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 後藤栄治、徳永文稔
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市）
  • 年月日: 2014-11-26
• [学会発表] OptineurinのNF-κBシグナル制御の細胞機構と疾患 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、石井亮平、中澤世識、石谷隆一郎、濡木理、徳永文稔
  • 学会等名: 第９回臨床外レス応答学会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山市）
  • 年月日: 2014-11-01
• [学会発表] 癌抑制遺伝子STK11による細胞死制御機構 (2014)
  • 著者名/発表者名: 野口拓也、熊澤琢也、徳永文稔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 2014-10-17
• [学会発表] 直鎖状ユビキチン鎖生成を介したNF-κBシグナル制御の分子基盤 (2014)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 学会等名: 第87回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都国際会館（京都市）
  • 年月日: 2014-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] 新規LUBACシグナル複合体構成因子の探索と細胞機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 及川大輔、中澤世識、徳永文稔
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会
  • 発表場所: 奈良県新公会堂（奈良市）
  • 年月日: 2014-06-13
• [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/