| 研究課題/領域番号 |
18K06220
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
梶保 博昭 神戸大学, 医学研究科, 講師 (70401221)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 小胞体 / ユビキチン |
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| 研究実績の概要 |
小胞体はチューブ構造とシート構造からできている。チューブ構造はthree-way junctionと呼ばれる部位で連結することで網目構造を形成している。網目構造はthree-way junctionの形成や消失を繰り返しながらダイナミックに形状を変化させている。Three-way junctionは膜変形タンパク質によって支えられている。したがってthree-way junctionの形成や消失には膜変形タンパク質の合成や分解による量の制御が関わると考えられるがその分子機構は分かっていない。
小胞体でのタンパク質の分解機構としてユビキチン－プロテアソーム系やERファジーが知られている。Lunaparkはthree-way junctionに局在するタンパク質で、ユビキチンリガーゼを持つことが報告されている。私はlunaparkが膜変形タンパク質をユビキチン化して分解することで、小胞体の網目構造の形状を変化させると考えている。本年度は、lunaparkがユビキチン化する膜変形タンパク質の探索を行い、以下の結果を得た。
1）Three-way junctionの形成に関わる膜変形タンパク質Xがユビキチン化されることを見つけた。
2）LunaparkがXのユビキチン化を促進した。
3）Xの欠失変異体を用いた解析によりlunaparkによって促進されるXのユビキチン化領域を明らかにした。
このように本年度は、lunaparkのユビキチンリガーゼ活性による小胞体の形状変化の分子機構について当初の計画とおりの成果をあげることができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
Lunaparkがthree-way junctionの形成に関わる膜変形タンパク質Xのユビキチン化を促進することを見出した。また、欠失変異体を用いた解析によりlunaparkによって促進されるXのユビキチン化領域を明らかにすることができた。Lunaparkのユビキチンリガーゼ活性による小胞体の形状変化の分子機構を明らかにするという目的に対して、おおむね順調に研究が進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
1)小胞体の形状変化時のlunaparkによる膜変形タンパク質へのユビキチン化反応の促進
Lunaparkのユビキチンリガーゼ活性の抑制が小胞体のチューブ構造の維持に必要であることを予備的な研究結果から得ている。この結果から小胞体の形状変化にlunaparkのユビキチンリガーゼの活性化が関わることが考えられる。そこで小胞体のチューブ構造がシート構造へと変わる細胞分裂期、および小胞体ストレスの環境下でlunaparkが活性化しているかを、前年度同定したXを含む膜変形タンパク質へのユビキチン化反応を測定することで検討する。
2)Lunaparkによるユビキチン化反応に続くシート構造を支えるタンパク質量の増加
Lunaparkによって小胞体のチューブ構造を支えるタンパク質が分解され、シート構造が増える際にシート構造を支えるタンパク質が増加するかは不明である。シート構造を支えるタンパク質としてCLIMP63が知られている。そこで、細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた際にCLIMP63のタンパク質量が増加するかをイムノブロットにより調べる。またlunaparkをノックダウンした際にCLIMP63の増加が抑制されるかも測定し、CLIMP63の増加にlunaparkが必須であるかを調べる。
3)Lunaparkによる膜変形タンパク質へのユビキチン化阻害時の小胞体の形状変化
Lunaparkによる膜変形タンパク質のユビキチン化反応が小胞体の形状変化に必要であるかを調べる。膜変形タンパク質の野生型、およびユビキチン化部位のリジンをアルギニンに置換した変異体をCOS-7細胞にトランスフェクトする。細胞分裂期や小胞体ストレスを与えた時の小胞体の形状を免疫染色により観察する。小胞体の形状が野生体では変化し、変異体では変化しないかに着目する。
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