細胞内膜系で機能するＧ蛋白質の存在様式とＧサイクル制御機構の解析

2019 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 17H03981
• 研究機関: 武蔵野大学
• 研究代表者: 堅田 利明 武蔵野大学, 薬学部, 教授 (10088859)
• 研究分担者: 福山 征光 東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 講師 (20422389)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• キーワード: Rac / GEF / 阻害剤 / Rac阻害剤 / 必須アミノ酸 / FLCN / sestrin / szt2

研究実績の概要

これまでの検討に引き続き、恒常活性化Ragによって生じる表現型を模倣するアシル基転移酵素をコードする遺伝子の変異体群の解析を進めた。本変異体に必須アミノ酸を給餌すると、野生型とは異なり脂質の合成が顕著に認められ、RNAシーケンス解析により本変異体では、複数の脂質合成に関与する遺伝子群の発現亢進が認められた。また、これと並行して既知のRag抑制因子であるsestrinやszt2、FLCNの変異体も解析した。これらの単独変異体では、恒常活性化Ragを導入した際に認められる幹細胞の異常活性化は認められなかった。よって、in vivoでは、これらのRag抑制因子群が協調的にRagを制御している可能性が示唆された。
病原性真菌の形態形成に介在するＧサイクルについての解析を進め、分子量Ｇタンパク質Racの活性化因子グアニンヌクレオチド交換因子（GEF）の作用について探索を進めるため、皮膚糸状菌の条件遺伝子発現株の作出及びGEF並びにRacタンパク質の大量発現系を確立した。大腸菌で調整した組み替えタンパク質を用いて、見出したGEFについてin vitroでのRacのグアニンヌクレオチド交換反応を菌糸成長の阻害活性を示したRac阻害剤の一部が抑制することを見出した。これらのことから、皮膚糸状菌の菌糸成長に必須の細胞内シグナル伝達系としてRac GEFが見出され、その阻害が病原性に寄与する菌糸成長を阻害することで、感染症治療薬の標的となる可能性を見出した。

現在までの達成度 (段落)

令和元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

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Loss of the small GTPase Arl8b results in abnormal development of the roof plate in mouse embryos. (2019)
  • 著者名/発表者名: Hashimoto K, Yamaguchi Y, Kishi Y, Kikko Y, Takasaki K, Maeda Y, Matsumoto Y, Oka M, Miura M, Ohata S, Katada T, Kontani K.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 24 ページ: 436-448
  • DOI: 10.1111/gtc.12687
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] COPII proteins exhibit distinct subdomains within each ER exit site for executing their functions. (2019)
  • 著者名/発表者名: Maeda M, Kurokawa K, Katada T, Nakano A, Saito K.
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 9 ページ: 7346
  • DOI: 10.1038/s41598-019-43813-3
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Decreased conformational stability in the oncogenic N92I mutant of Ras-related C3 botulinum toxin substrate 1. (2019)
  • 著者名/発表者名: Toyama Y, Kontani K, Katada T, Shimada I.
  • 雑誌名: Sci Adv. 巻: 5 ページ: eaax1595
  • DOI: 10.1126/sciadv.aax1595
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Hedgehog-related genes regulate reactivation of quiescent neural progenitors in Caenorhabditis elegans. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kume M, Chiyoda H, Kontani K, Katada T, Fukuyama M.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 520 ページ: 532-537
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2019.10.045
  • 査読あり
• [学会発表] 皮膚糸状菌p21-activated kinase PAKは菌糸形態に寄与する (2021)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、大畑慎也、山田剛、宇賀英子、堅田利明
  • 学会等名: 第９４回日本細菌学会総会
• [学会発表] 皮膚糸状菌Rac及びCDC42の菌糸成長における機能解析 (2020)
  • 著者名/発表者名: 松原 理佳、石井 雅樹、高橋沙由美、堀越えみり、宇賀 英子、大畑 慎也、堅田 利明
  • 学会等名: 第64回日本薬学会関東支部大会
• [学会発表] 皮膚糸状菌Rhoファミリータンパク質及びそのGEFは菌糸成長に寄与する (2020)
  • 著者名/発表者名: 石井雅樹、山田剛、宇賀英子、堅田利明、大畑慎也
  • 学会等名: 第103回日本細菌学会関東支部総会
• [学会発表] 個体成長と老化を司る栄養応答機構の分子遺伝学的解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山 征光、千代田 大尚、堅田 利明
  • 学会等名: 群馬大学生体調節研究所 第５回内分泌代謝シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 必須アミノ酸欠乏を検知し線虫の個体成長を停止する遺伝学的経路の解明 (2019)
  • 著者名/発表者名: 福山 征光、堅田 利明
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] cTAGE5 acts as a Sar1 GTPase regulator for collagen export (2019)
  • 著者名/発表者名: aeda M, Sasaki N, Shiraiwa M, Yorimits T, Sato K, Katada T, Saito K.
  • 学会等名: Gordon Research Conferences, Molecular Membrane Biology
  • 国際学会
• [備考] 武蔵野大学薬学部・分子細胞生物学研究室 ホームページ
  • URL: https://www.musashino-u.ac.jp/research/laboratory/pharmacy/lab/saibo/
• [備考] 東京大学大学院薬学系研究科・生理化学教室 ホームページ
  • URL: http://www.f.u-tokyo.ac.jp/~seiri/