Rabによるエフェクター分子分解機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15K07039
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 大林 典彦 筑波大学, 医学医療系, 准教授 (40421979)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: Rab / ユビキチン / 小胞輸送 / メラニン合成酵素 / メラノソーム / 品質管理 / オルガネラ / 低分子量Gタンパク質

研究実績の概要

VPS-ankyrin-repeat protein（Varp）には、Rab32/Rab38のエフェクターとして機能するANKR1ドメインの他に、ANKR2ドメインが存在している。ANKR1ドメインは、メラニン合成酵素のメラノソームへの輸送促進に関わっていることがすでに明らかになっていたが、ANKR2ドメインの機能については不明であった。本研究のこれまでの成果から、このANKR2にはRab40ファミリー分子（Rab40A/B/C）が結合すること、そしてメラノサイトに発現が認められるRab40Cは、Varpのポリユビキチン化修飾を促すことで、Varpタンパク質の発現量を減少させることを見出し、Varpの発現量が適切に調節されることがメラニン合成酵素の輸送に不可欠であることが明らかになっていた。
しかし、VarpがRab40Cによる制御から脱出し、Varp自身の発現レベルを保持する分子機構の解明が未知の課題として残されることになった。そこで、新たにVarpのANKR2ドメインに結合するタンパク質をスクリーニングしたところ、Receptor of activated protein C kinase 1（RACK1）を同定することに成功した。メラノサイトに内在するRACK1をノックダウンしたところ、Varpタンパク質の発現レベルの劇的な減少を引き起こし、さらに興味深いことに、RACK1をメラノサイトに過剰に発現させると、VarpとRab40Cの相互作用を阻害することで、Varpに対するRab40Cの負の効果を抑制することを見出した。これらの知見から、RACK1がVarpのANKR2ドメインに対する結合についてRab40Cと競合することで、Varpの安定化を促し、メラノサイトにおけるVarpの機能の保持することを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] The RAB2B-GARIL5 Complex Promotes Cytosolic DNA-Induced Innate Immune Responses (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahama Michihiro、Fukuda Mitsunori、Ohbayashi Norihiko、Kozaki Tatsuya、Misawa Takuma、Okamoto Toru、Matsuura Yoshiharu、Akira Shizuo、Saitoh Tatsuya
  • 雑誌名: Cell Rep 巻: 20 ページ: 2944～2954
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2017.08.085
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Arf6 in lymphatic endothelial cells regulates lymphangiogenesis by controlling directional cell migration (2017)
  • 著者名/発表者名: Lin Yueh-Chien、Ohbayashi Norihiko、Hongu Tsunaki、Katagiri Naohiro、Funakoshi Yuji、Lee Hsinyu、Kanaho Yasunori
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 11431
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11240-x
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Regulation of HGF-induced hepatocyte proliferation by the small GTPase Arf6 through the PIP2-producing enzyme PIP5K1A (2017)
  • 著者名/発表者名: Tsai Meng-Tsz、Katagiri Naohiro、Ohbayashi Norihiko、Iwasaki Kenichi、Ohkohchi Nobuhiro、Ding Shih-Torng、Kanaho Yasunori、Funakoshi Yuji
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 9438
  • DOI: 10.1038/s41598-017-09633-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rab32 subfamily small GTPases: pleiotropic Rabs in endosomal trafficking (2017)
  • 著者名/発表者名: Ohbayashi Norihiko、Fukuda Mitsunori、Kanaho Yasunori
  • 雑誌名: J Biochem 巻: 162 ページ: 65～71
  • DOI: 10.1093/jb/mvx027
  • 査読あり
• [雑誌論文] The small G protein Arf6 expressed in keratinocytes by HGF stimulation is a regulator for skin wound healing (2017)
  • 著者名/発表者名: Miura Yuki、Ngo Thai Bich Van、Furuya Momoko、Hasegawa Hiroshi、Takahashi Satoru、Katagiri Naohiro、Hongu Tsunaki、Funakoshi Yuji、Ohbayashi Norihiko、Kanaho Yasunori
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 7 ページ: 46649
  • DOI: 10.1038/srep46649
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] C9orf72 and RAB7L1 regulate vesicle trafficking in amyotrophic lateral sclerosis and frontotemporal dementia (2017)
  • 著者名/発表者名: Aoki Y, Manzano R, Lee Y, Dafinca R, Aoki M, Douglas AGL, Varela MA, Sathyaprakash C, Scaber J, Barbagallo P, Vader P, Mager I, Ezzat K, Turner MR, Ito N, Gasco S, Ohbayashi N, El Andaloussi S, Takeda S, Fukuda M, Talbot K, Wood MJA.
  • 雑誌名: Brain 巻: 140 ページ: 887～897
  • DOI: 10.1093/brain/awx024
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] A Varp-binding protein, RACK1, regulates dendrite outgrowth through stabilization of Varp protein in melanocytes. (2017)
  • 著者名/発表者名: Soujiro Marubashi, Norihiko Ohbayashi and Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: The 2017 Japan-NIH joint Symposium on Advances in Biomedical Research and Disease
  • 国際学会