研究課題
ER exit siteは1細胞あたり数百個存在する小胞体上の分泌小胞形成ドメインであり、細胞周期や栄養状態によって数・大きさ・局在を変化させることで、分泌を調節する。しかしER exit siteの形態を制御する分子メカニズムは不明である。研究代表者は先に、ER exit siteでコラーゲンの分泌を補助する膜タンパク質である TANGO1がER exit siteの形成に関与することを見出した。さらにTANGO1のプロリンリッチドメインが、ER exit siteの足場タンパク質 Sec16と結合し、二者の結合がER exit siteの形成に必要であることを明らかにした。また最近、TANGO1のプロリンリッチドメイン近傍にリン酸化の報告が多数蓄積する領域 (PPS)を見出し、この領域のリン酸化状態によってTANGO1とSec16の結合親和性が調節されていることを見出した。本年度、研究代表者はTANGO1をリン酸化するキナーゼの探索を行い、カゼインキナーゼ1δ(CK1δ)がTANGO1のPPS領域を直接リン酸化することを明らかにした。またCK1δの過剰発現時や発現抑制時において、ER exit siteの形態が変化することを見出した。さらに各種阻害剤を用いたスクリーニングにより、TANGO1の脱リン酸化にはプロテインホスファターゼ1(PP1)が関与することを見出した。以上の結果は、CK1δによるTANGO1のリン酸化とPP1によるTANGO1の脱リン酸化により、TANGO1のリン酸化状態が調節され、ER exit siteの形態と分泌が制御される可能性を強く示唆している。
1: 当初の計画以上に進展している
本年度、研究代表者はER exit siteの形成制御とTANGO1のリン酸化修飾に関与する因子として、新たにカゼインキナーゼ1δ(CK1δ)とプロテインホスファターゼ1(PP1)を同定した。CK1δおよびPP1は細胞分裂と関連する因子であることから、細胞周期依存的なER exit siteの形態制御メカニズムを解明する上で大きな足掛かりになると考えられる。
本年度、研究代表者はER exit siteの形成制御とTANGO1のリン酸化修飾に関与する因子として、カゼインキナーゼ1δ(CK1δ)とプロテインホスファターゼ1(PP1)を同定した。PP1は細胞分裂期においてCyclinB1/CDK1複合体によってリン酸化されることで、分裂期特異的にホスファターゼとしての活性が低下する。細胞分裂と小胞体からの分泌の関連については既に複数の知見が存在し、TANGO1のリン酸化修飾が関与する可能性も考えられる。今後はCK1δおよびPP1によるTANGO1のリン酸化修飾が様々な生理的環境下でどのように変化するかを明らかにし、TANGO1のリン酸化の上流に存在するシグナル経路およびER exit siteの形態制御の生理学的意義の解明を目指す。
当初の予定より、消耗品費および旅費が節減できたため次年度使用額が生じた。令和二年度において研究代表者は、細胞周期とER exit siteの形態制御との関係性について引き続き解析を行う。
すべて 2019 その他
すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)
The Journal of Biochemistry
巻: 166 ページ: 115～119
10.1093/jb/mvz036
Scientific Reports
巻: 9 ページ: 7346
10.1038/s41598-019-43813-3
https://www.med.akita-u.ac.jp/department/gs/kenkyu-org/kouza.php?koza=yakuri
