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2017 年度 実績報告書

宿主ユビキチンシステムを負に制御する細菌エフェクタータンパク質の解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H05189
研究機関岐阜大学

研究代表者

久堀 智子  岐阜大学, 大学院医学系研究科, 准教授 (20397657)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードユビキチン / 脱ユビキチン化酵素 / レジオネラ / エフェクター / 細菌感染
研究実績の概要

病原細菌は宿主ユビキチンシステムを模擬して感染に有利な状況を作り出すために、ユビキチンシステムに対して正と負の両面から働きかけると考えられる。本研究課題では、重篤な肺炎を引き起こす病原細菌であるレジオネラを用い、その多彩なエフェクタータンパク質レパートリーの中から、脱ユビキチン化酵素 (Deubiquitinase; DUB) を見つけ出し、その機能や宿主感染における役割を明らかにすることを目的として研究を行っている。
これまでの研究で、申請者らがゲノム解析から見出していた DUB 候補と考えられる5つのタンパク質のうち、LotA と名付けたタンパク質について解析を行った。平成 28 年度に in vitro での酵素反応により LotA の DUB としての酵素活性を証明し、レジオネラ感染において形成される細菌内包液胞に集積するユビキチンレベルが LotA 依存的に除去されることを見出した。これらの結果を受け、本年度には感染における LotA の役割を明らかにするため、感染細胞内でのレジオネラ増殖への影響について詳細な解析を行った。その結果、LotA は DUB としての酵素活性によりレジオネラ液胞上に存在するポリユビキチン鎖を切断することで、レジオネラの細胞内増殖に寄与していることを見出した。さらにこの役割は、レジオネラの持つ他のユビキチン修飾酵素群との機能的なリンクの上に確立されていることを見出した。
これらの結果をまとめ、 Cellular Microbiology に論文を投稿し、受理された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

病原細菌の持つ多彩なユビキチンシステムへの関与は近年広く解析されてきているが、細菌の持つ脱ユビキチン化酵素を特定し、感染における役割を明らかにした研究報告はまだ数例に留まっている。その中で、一つの DUB をレジオネラエフェクターの中から見出し、ユビキチン除去の機構により、細菌が感染に有利な状況を作り出す仕組みを明らかにした意義は大きいと考える。研究課題実施期間に論文の完成までを短期間に達成し、レベルの高い専門誌による受理に至ったことは計画以上の進展であったと考える。

今後の研究の推進方策

5つの候補タンパク質のうち、1つについての解析を完了することができたので、残りの4つのタンパク質についての解析に着手する。タンパク質を精製し DUB としての酵素活性の有無を検証し、また真核細胞内での発現系を用いて、蛍光顕顕微鏡法で細胞内局在を解析する。さらに細胞内発現系により、標的タンパク質の同定を試みる。標的タンパク質が明らかとなった場合、その候補 DUB タンパク質に対する解析に集中して取り組み、DUB としての役割と意義を、感染系を含めた細胞生物学、生化学的手法で明らかにしていく。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] LotA, a Legionella deubiquitinase, has dual catalytic activity and contributes to intracellular growth.2018

    • 著者名/発表者名
      Kubori T., Kitao T., Ando H., and Nagai H.
    • 雑誌名

      Cell Microbiol.

      巻: Mar 15 ページ: e12840

    • DOI

      10.1111/cmi.12840.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Subversion of Host Membrane Dynamics by the Legionella Dot/Icm TypeIV Secretion System.2017

    • 著者名/発表者名
      Hilbi H., Nagai H., Kubori T., and Roy CR.
    • 雑誌名

      Curr Top Microbiol Immunol.

      巻: 413 ページ: 221-242

    • DOI

      10.1007/978-3-319-75241-9_9.

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Legionella RavZ Plays a Role in Preventing Ubiquitin Recruitment to Bacteria-Containing Vacuoles.2017

    • 著者名/発表者名
      Kubori T., Bui XT., Hubber A., and Nagai H.
    • 雑誌名

      Front Cell Infect Microbiol.

      巻: 7 ページ: 384

    • DOI

      10.3389/fcimb.2017.00384.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Legionella manipulates host cellular systems utilizing the type IV secretion system2018

    • 著者名/発表者名
      久堀智子
    • 学会等名
      第 91 回日本細菌学会総会
  • [学会発表] Manipulation of the host ubiquitin system by Legionella.2017

    • 著者名/発表者名
      Tomoko Kubori
    • 学会等名
      International Union of Microbiological Societies (IUMS2017)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 宿主オートファジー関連システムとレジオネラ2017

    • 著者名/発表者名
      久堀智子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第 60 回記念シンポジウム
    • 招待講演
  • [備考] Nagai Lab

    • URL

      https://sites.google.com/site/nagailabjp/

  • [備考] Nagai Lab

    • URL

      http://nagailab.biken.osaka-u.ac.jp/

URL: 

公開日: 2018-12-17  

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