ネクロプトーシス回避機構の解明

2017 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 16K15423
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 大島 茂 東京医科歯科大学, 医学部附属病院, 講師 (50376787)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• キーワード: ネクロプトーシス / オートファジー / ユビキチン

研究実績の概要

ネクロプトーシス誘導シグナルからオートファジーが誘導される分子機構やオートファジーがネクロプトーシス回避に働く分子機構を明らかにするため、オートファジーにて重要なユビキチン鎖を解析した。研究代表者は細胞死シグナルにおけるユビキチン解析を行ってきた(Nature 2009, Nat. Immunol. 2015)。ポリユビキチン鎖は結合様式により8種類あるが、ネクロプトーシスに際し如何なるユビキチン鎖を誘導しているかは不明であった。これまでポリユビキチン鎖についてin vitroおよびin vivo で可視化解析し得る系が存在せず解析が困難であったことも１つの要因である。鎖特異的抗体は動的解析できず、Ub-GFPとセンサータンパク質は鎖状になる前から蛍光標識されている。そこで、鎖特異的にポリユビキチン化を動的に可視化する独自技術を開発した(PolyUb-FC)。同技術は、蛍光蛋白質再構成法（bimolecular fluorescence complementation, BiFC）による分子間相互作用の検出原理を用いている。予め２つに分割した蛍光タンパク質monomeric Kusabira-Green(mKG)の遺伝子に、ユビキチン遺伝子をそれぞれ融合し、ユビキチンが相互作用すると、分割したmKGの断片が近接により再構成され蛍光能を回復し、相互作用を蛍光シグナルとして検出することが可能である。研究代表者はK33鎖結合型の可視化に世界で初めて成功し、オートファジーアダプター分子p62との共局在を明らかにしている(Autophagy 2018)。この技術を用いて、ネクロプトーシスの中心分子であるRIPK3の可視化を試みたところ刺激誘導性に共局在することが判明した。この知見を手がかりに機能しているユビキチン鎖の同定をおこなっていく。

研究成果

• [雑誌論文] Novel polyubiquitin imaging system, PolyUb-FC, reveals that K33-linked polyubiquitin is recruited by SQSTM1/p62. (2018)
  • 著者名/発表者名: Nibe Y, Oshima S, Kobayashi M, Maeyashiki C, Matsuzawa Y, Otsubo K, Matsuda H, Aonuma E, Nemoto Y, Nagaishi T, Okamoto R, Tsuchiya K, Nakamura T, Nakada S, Watanabe M.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 14 ページ: 347-358
  • DOI: 10.1080/15548627.2017.1407889.
  • 査読あり
• [学会発表] Novel polyubiquitin imaging system, PolyUb-FC, visualized atypical polyubiquitin chain in living cells (2018)
  • 著者名/発表者名: Nibe Y, Matsuda H, Aonuma E, Otsubo K, Maeyashiki C, Kobayashi M, Matsuzawa Y, Nakada S, Watanabe M, and Oshima S
  • 学会等名: Keystone Symposia - Ubiquitin Signaling (A8)
  • 国際学会
• [学会発表] Necroptosis stimulation regulates SQSTM1/p62-LC3 complex formation and polyubiquitination. (2018)
  • 著者名/発表者名: Aonuma E, Nibe Y, Matsuda H, Otsubo K, Maeyashiki C, Kobayashi M, Matsuzawa Y, Watanabe M, and Oshima S
  • 学会等名: Keystone Symposia - Ubiquitin Signaling (A8)
  • 国際学会
• [学会発表] Novel polyubiquitin imaging reveals that atypical polyubiquitin contribute to autophagy (2017)
  • 著者名/発表者名: Nibe Y, Oshima S, Aonuma E, Matsuda H, Otsubo K, Maeyashiki C, Kobayashia M, Matsuzawa Y , Nakada S, Watanabe M.
  • 学会等名: GI research Academy
  • 国際学会
• [学会発表] HADHA, the alpha subunit of the mitochondrial trifunctional protein, is involved in long-chain fatty acid-induced autophagy in intestinal epithelial cells. (2017)
  • 著者名/発表者名: Otsubo K, Oshima S, Maeyashiki C, Aonuma E, Matsuda H, Kobayashi M, Nibe Y, Matsuzawa Y, Watanabe M
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Autophagy
  • 国際学会
• [学会発表] Novel polyubiquitin imaging reveals that atypical polyubiquitin contribute to autophagy via p62 (2017)
  • 著者名/発表者名: Nibe Y, Oshima S, Aonuma E, Matsuda H, Otsubo K, Maeyashiki C, Kobayashi M, Matsuzawa Y, Nakada S, Watanabe M.
  • 学会等名: The 8th International Symposium on Autophagy
  • 国際学会