細胞質の糖鎖除去不全が生体に異常を引き起こす分子機構の解明

2020 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19H02926
• 研究機関: 公益財団法人東京都医学総合研究所
• 研究代表者: 吉田 雪子 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主席研究員 (90271543)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: NGLY1欠損症 / NGLY1 / Fbx2/Fbxo6 / プロテアソーム / 小胞体関連分解 / ユビキチンリガーゼ / 糖鎖

研究実績の概要

細胞質に存在するN型糖鎖除去酵素NGLY1は、小胞体関連分解の過程で糖タンパク質から糖鎖を除去する。2012年にNGLY1の変異に起因して全身に重篤な症状を呈する稀少疾（NGLY1欠損症）が報告されているが、その発症機構は不明であり、治療法もない。また、NGLY1欠損症の動物モデルであるNgly1-KOマウスは胚性致死となる。私達はこれまで、細胞質に存在する糖鎖認識ユビキチンリガーゼの研究を行ってきた。偶然、全身に発現する糖鎖認識ユビキチンリガーゼ基質認識サブユニットFbs2の遺伝子欠損がNgly1-KOの胚性致死性を回避し、正常に生育することを見出している。すなわち、Ngly1-KOによる胚性致死の原因は、Fbs2の機能によるものであると考えられる。
2020年度は、NGLY1-KO細胞において致死性を引き起こす主たるFbs2の基質である糖タンパク質NRF1がNgly1-KOマウス胚においてもユビキチン化を受けて蓄積すること、それがFbs2依存的であることを見出した。また、NRF1の不活性化変異体であっても糖鎖修飾を受けないNRF1の過剰発現でFbs2による細胞毒性を失うという新たな知見も得ている。NGLY1-KO HeLa細胞でFbs2発現によりユビキチン化が亢進するタンパク質の網羅的解析にも着手し、いくつかの基質候補タンパク質の同定を行った。

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

マウス胚におけるFbs2における基質を同定できた。
また、Fbs2の基質同定法を確立したため。

今後の研究の推進方策

HeLa, HCT116, MEF以外でのNgly1-KO細胞を樹立し、網羅的にFbs2の基質の同定を行う。また、マウス胎仔でFbs2が高発現している臓器におけるFbs2の基質の同定を行う。

研究成果

• [雑誌論文] Lectin-Type Ubiquitin Ligase Subunits: Fbs Proteins and Their Applications for Use (2020)
  • 著者名/発表者名: Yukiko Yoshida
  • 雑誌名: Methods Mol Biol. 巻: 2132 ページ: 215-224
  • DOI: 10.1007/978-1-0716-0430-4_22
  • 査読あり
• [雑誌論文] MIND bomb 2 prevents RIPK1 kinase activity-dependent and -independent apoptosis through ubiquitylation of cFLIPL (2020)
  • 著者名/発表者名: Osamu Nakabayashi, Hirotaka Takahashi, Kenta Moriwaki, Sachiko Komazawa-Sakon, Fumiaki Ohtake, Shin Murai, Yuichi Tsuchiya, Yuki Koyahara, Yasushi Saeki, Yukiko Yoshida, Soh Yamazak, Fuminori Tokunaga, Tatsuya Sawasaki, Hiroyasu Nakano
  • 雑誌名: Commun.Biol. 巻: 4 ページ: 80
  • DOI: 10.1038/s42003-020-01603-y
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Functional genetic interaction between NGLY1 and a glycoprotein-specific F-box protein FBS2. (2020)
  • 著者名/発表者名: 吉田雪子
  • 学会等名: 第93回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [備考] 研究内容紹介ページ
  • URL: http://www.igakuken.or.jp/protein/jpn/research/yoshida-team.html