ユビキチン修飾系による膜タンパク質の輸送制御機構

2016 年度 実績報告書

• 研究領域: ユビキチンネオバイオロジー：拡大するタンパク質制御システム
• 研究課題/領域番号: 24112003
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 駒田 雅之 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (10225568)
• 研究分担者: 石戸 聡 兵庫医科大学, 医学部, 教授 (10273781)
• 研究期間 (年度): 2012-06-28 – 2017-03-31
• キーワード: ユビキチン / 脱ユビキチン化酵素 / ユビキチン結合モチーフ / 受容体ダウンレギュレーション / ストレス顆粒 / 転写因子 / 免疫応答 / MHCクラスII分子

研究実績の概要

１）脱ユビキチン化酵素USP25が、そのユビキチン結合モチーフUIMを介してLys48連結ユビキチン鎖に選択的に結合することにより、Lys48連結ユビキチン鎖に対する切断特異性を獲得することを解明した。さらに、UIMの結合特異性をLys63連結ユビキチン鎖に改変することで、USP25の基質特異性をLys63連結ユビキチン鎖に改変することに成功した（Sci. Rep. 2017、科学新聞で報道）。
２）上皮細胞増殖因子EGF依存的なEGF受容体のユビキチン化について、新たに開発したユビキチン鎖の鎖長決定法と質量分析を組み合わせ、その修飾が主にユビキチン4~6個のつながったLys63連結ポリユビキチン化修飾であることを解明した（東京都医学総合研究所との共同研究、投稿中）。
３）脱ユビキチン化酵素USP5が熱ストレスにより誘導されるストレス顆粒に局在化し、そこで遊離ユビキチン鎖を切断することにより、細胞が熱ストレスから解放された時のストレス顆粒の解消に重要な役割を果たすことを解明した（投稿準備中）。
４）Cushing病で見られる変異USP8がインポーチンと結合して核に局在化し、副腎皮質刺激ホルモンの前駆体タンパク質プロオピオメラノコルチンの遺伝子の転写活性化因子を安定化すること、またグルココルチコイドによるフィードバック抑制を制御する転写コリプレッサーNCoR2の発現量を低下させることを解明した（未発表）。
５）胸腺皮質上皮細胞においてユビキチンリガーゼMARCH-VIIIがMHCクラスII分子をユビキチン化して制御すること、その制御をCD83が抑制することを解明した。また、MHCクラスII分子の恒常的なユビキチン化により樹状細胞のサイトカイン産生能に異常をきたすことから、そのユビキチン化によるプロテオスタシス制御が抗原提示細胞の機能制御に重要であることを解明した。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Ludwig-Maximilians-University Munich(ドイツ)
  • 国名: ドイツ
  • 外国機関名: Ludwig-Maximilians-University Munich
• [国際共同研究] National Institute of Health/University of California, San Francisco(米国)
  • 国名: 米国
  • 外国機関名: National Institute of Health/University of California, San Francisco
• [国際共同研究] McGill University/Universite de Montreal(カナダ)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: McGill University/Universite de Montreal
• [国際共同研究] University of Rome Tor Vergata(イタリア)
  • 国名: イタリア
  • 外国機関名: University of Rome Tor Vergata
• [国際共同研究] The University of Melbourne(オーストラリア)
  • 国名: オーストラリア
  • 外国機関名: The University of Melbourne
• [雑誌論文] USP15 attenuates IGF-I signaling by antagonizing Nedd4-induced IRS-2 ubiquitination. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fukushima T, Yoshihara H, Furuta H, Hakuno, F, Iemura S-I, Natsume T, Nakatsu Y, Kamata H, Asano T, Komada M, Takahashi S
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 484 ページ: 522-528
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2017.01.101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tandem UIMs confer Lys48 ubiquitin chain substrate preference to deubiquitinase USP25 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawaguchi K, Uo K, Tanaka T, Komada M
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 7 ページ: 45037
  • DOI: 10.1038/srep45037
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] MARCH1 E3 ubiquitin ligase dampens the innate inflammatory response by modulating monocyte functions in mice (2017)
  • 著者名/発表者名: Galbas T, Raymond M, Sabourin A, Bourgeois-Daigneault MC, Guimont-Desrochers F, Yun TJ, Cailhier JF, Ishido S, Lesage S, Cheong C, Thibodeau J
  • 雑誌名: J. Immunol. 巻: 198 ページ: 852-861
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1601168
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Deficiency of X-linked protein kinase Nrk during pregnancy triggers breast tumor in mice (2016)
  • 著者名/発表者名: Yanagawa T, Denda K, Inatani T, Fukushima T, Tanaka T, Kumaki N, Inagaki Y, Komada M
  • 雑誌名: Am. J. Pathol. 巻: 186 ページ: 2751-2760
  • DOI: 10.1016/j.ajpath.2016.06.005
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The K48-K63 branched ubiquitin chain regulates NF-kappaB signaling (2016)
  • 著者名/発表者名: Ohtake F, Saeki Y, Ishido S, Kanno J, Tanaka K
  • 雑誌名: Mol. Cell 巻: 64 ページ: 251-266
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2016.09.014
  • 査読あり
• [雑誌論文] Thymic CD4 T cell selection requires attenuation of March8-mediated MHCII turnover in cortical epithelial cells through CD83 (2016)
  • 著者名/発表者名: von Rohrscheidt J, Petrozziello E, Nedjic J, Federle C, Krzyzak L, Ploegh HL, Ishido S, Steinkasserer A, Klein L
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 巻: 213 ページ: 1685-1694
  • DOI: 10.1084/jem.20160316
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ubiquitin ligase MARCH 8 cooperates with CD83 to control surface MHC II expression in thymic epithelium and CD4 T cell selection (2016)
  • 著者名/発表者名: Liu H, Jain R, Guan J, Vuong V, Ishido S, La Gruta NL, Gray DH, Villadangos JA, Mintern JD
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 巻: 213 ページ: 1695-1703
  • DOI: 10.1084/jem.20160312
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ubiquitin-mediated fluctuations in MHC class II facilitate efficient germinal center B cell responses (2016)
  • 著者名/発表者名: Bannard O, McGowan SJ, Ersching J, Ishido S, Victora GD, Shin JS, Cyster JG
  • 雑誌名: J. Exp. Med. 巻: 213 ページ: 993-1009
  • DOI: 10.1084/jem.20151682
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] クッシング病において脱ユビキチン化酵素USP8変異体を活性化するプロテアーゼの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 浅水謙吾、川口紘平、遠藤彬則、福嶋俊明、金丸周司、駒田雅之
  • 学会等名: 第28回 間脳・下垂体・副腎系研究会
  • 発表場所: ロシュ・ダイアグノスティックス 本社ビル（東京都港区）
  • 年月日: 2017-03-11 – 2017-03-11
• [学会発表] 遺伝子変異による脱ユビキチン化酵素USP8の細胞質から核への局在変化とCushing病 (2016)
  • 著者名/発表者名: 駒田雅之
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 母性Cyclin E-DNMT1新規複合体によるツメガエル尾部形成のエピジェネティックな制御 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中利明、駒田雅之
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] クッシング病で見られる脱ユビキチン化酵素USP8の変異はバソプレシン受容体V1bの安定化を引き起こす (2016)
  • 著者名/発表者名: 福嶋俊明、川口紘平、遠藤彬則、駒田雅之
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] 脱ユビキチン化酵素USP28はSnailを安定化し、がん細胞の浸潤に寄与する (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤晃一、井上靖道、伊藤友香、駒田雅之、林秀敏
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Deubiquitinase USP5 is required for the disassembly of heat-induced stress granules (2016)
  • 著者名/発表者名: Xuan Xie, Shunsuke Matsumoto, Masayuki Komada
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] 脱ユビキチン化酵素USP25のユビキチン結合モチーフはK48ユビキチン鎖に対する切断特異性を規定する (2016)
  • 著者名/発表者名: 川口紘平、卯尾和音、田中利明、駒田雅之
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [学会発表] Cushing病におけるUSP8インタラクトーム解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 駒田雅之
  • 学会等名: 第43回 日本神経内分泌学会学術集会
  • 発表場所: アクトシティ浜松コングレスセンター（静岡県浜松市）
  • 年月日: 2016-10-14 – 2016-10-15
  • 招待講演
• [学会発表] USP8 interactome in Cushing’s disease (2016)
  • 著者名/発表者名: Masayuki Komada
  • 学会等名: IMPROCUSH-2 (Improving Outcome of Cushing’s Syndrome Symposium 2)
  • 発表場所: Carl Friedrich von Siemens Stiftung (Munich, Germany)
  • 年月日: 2016-06-23 – 2016-06-24
  • 国際学会 / 招待講演
• [図書] Encyclopedia of Signaling Molecules, 2nd Edition (2017)
  • 著者名/発表者名: Komada M, Reincke M, Theodoropoulou M
  • 総ページ数: 4700
  • 出版者: Springer
• [備考] 東京工業大学・駒田研究室 ホームページ
  • URL: http://www.komada-lab.bio.titech.ac.jp
• [備考] 東京工業大学・細胞制御工学研究センター ホームページ
  • URL: http://www.rcb.iir.titech.ac.jp
• [備考] 東京工業大学・科学技術創成研究院 ホームページ
  • URL: http://www.iir.titech.ac.jp
• [備考] 東京工業大学・生命理工学院 ホームページ
  • URL: http://www.educ.titech.ac.jp/bio/
• [備考] 兵庫医科大学・石戸研究室 ホームページ
  • URL: http://www.hyo-med.ac.jp/faculty/course/microbiology.html