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2017 年度 実績報告書

構造異常タンパク質の核外排出機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K20998
研究機関東京大学

研究代表者

平山 尚志郎  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (80548280)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードユビキチン / タンパク質凝集体 / 細胞内輸送 / タンパク質品質管理
研究実績の概要

ほ乳類細胞において、ユビキチン化タンパク質や構造異常タンパク質の凝集体形成の場としてAggresome、ALISが知られているが、いずれも核内ではなく細胞質に生じる構造体であり、細胞にとって防御的な制御された機構であると考えたれている。また、多くの神経変性疾患においてユビキチン陽性の構造異常タンパク質が細胞質に凝集体を形成することが観察される。しかし、なぜこれらのタンパク質が核ではなく細胞質において凝集体を形成するのか、そのメカニズムと生理的意義は依然として不明であった。本研究では、細胞質におけるタンパク質凝集体形成に関して、ユビキチン化タンパク質あるいは構造異常タンパク質の核外排出機構と細胞質における凝集体形成機構に焦点を置いて解析し、その分子実態および生理的意義を明らかにすることを目的とした。
本研究において申請者らは、ユビキチン化タンパク質が核から細胞質に運び出されていること、ユビキチン認識タンパク質UBINとその共役因子POSTがユビキチン化タンパク質の核外への運び出しを担っていることを発見した。これまでユビキチン化タンパク質が核から細胞質へ運び出されていること、運び出しに関与する因子が存在することは知られておらず、核の機能維持機構の観点から重要な発見だと考えられた。UBINは、ユビキチン化タンパク質を捕捉しプロテアソームに連れて行くこと、小胞体やミトコンドリアに局在する疎水性領域を持つタンパク質の品質管理に機能することが知られてたが、その他の機能は不明であった。今回の研究で、UBINのコファクターPOSTが同定され、POSTがCrm1タンパク質とともにUBINを核から細胞質に運び出していること、UBINとPOSTが細胞質と核を行き来することでユビキチン化タンパク質を核から細胞質に運び出していることを見いだした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Ubiquitin-Binding Protein CG5445 Suppresses Aggregation and Cytotoxicity of Amyotrophic Lateral Sclerosis-Linked TDP-43 in Drosophila.2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Uechi, Erina Kuranaga, Tomohiro Iriki Kohei Takano, Shoshiro Hirayama, Masayuki Miura, Jun Hamazaki and Shigeo Murata
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 38 ページ: e00195-17

    • DOI

      10.1128/MCB.00195-17

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Nuclear export of ubiquitinated proteins via the UBIN-POST system.2018

    • 著者名/発表者名
      Shoshiro Hirayama, Munechika Sugihara, Daisuke Morito, SHun-ichiro Iemura, Tohru Natsume, Shigeo Murata and Kazuhiro Nagata
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1073/pnas.1711017115

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A small-molecule compound inhibits a collagen-specific molecular chaperone and could represent a potential remedy for fibrosis.2017

    • 著者名/発表者名
      Shinya Ito, Koji Ogawa, Koh Takeuchi, Motoki Takagi, Masahito Yoshida, Takatsugu Hirokawa, Shoshiro Hirayama, Kazuo Shin-ya, Ichio Shimada, Takayuki Doi, Naoki Goshima, Tohru Natsume and Kazuhiro Nagata
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 292 ページ: 20076-20085.

    • DOI

      10.1074/jbc.M117.815936

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] A comprehensive analysis of modulators regulating tau aggregation2017

    • 著者名/発表者名
      Shoshiro Hirayama, Yasuyuki Sakurai, Kazuki Murata, Shigeo Murata
    • 学会等名
      EMBO Conference
    • 国際学会
  • [学会発表] ユビキチン化を介した構造異常タンパク質の核外排出機構の解析2017

    • 著者名/発表者名
      平山尚志郎、大東宣貴、八代田英樹、村田茂穂
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 国際学会
  • [学会発表] The mechanism of cellular senescence induced by proteasome dysfunction2017

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Iriki, Eiichi Hasimoto, Shoshiro Hirayama, Jun Hamazaki, Shigeo Murata
    • 学会等名
      Stockholm-Tokyo University Partnership, Living longer and healthier in an ageing world
    • 国際学会
  • [学会発表] HECT型ユビキチンリガーゼHul5は変異型SOD1の核外排出に関与する2017

    • 著者名/発表者名
      大東宣貴、平山尚志郎、八代田英樹、村田茂穂
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム

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公開日: 2018-12-17  

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