トランスゴルジ膜が担う新たな細胞機能GOMEDの解析

2022 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20K07353
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分49010:病態医化学関連
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 荒川 聡子 東京医科歯科大学, 統合研究機構, 教授 (90415159)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2023-03-31
• キーワード: GOMED / Golgi / neurodegeneration / ceruloplasmin / Autophagy / Cell Death

研究成果の概要

我々はゴルジ体のtrans膜がゴルジ体から乖離し、分泌タンパク質などを分解する細胞機能を発見し、これをGOMEDと命名した。
本研究で(1) GOMEDに関わる因子としてWipi3の同定に成功した。そして (2)分泌阻害により細胞質中に散在していたWipi3がゴルジ体のtrans膜に局在化すること、(3)その働きにより、trans膜が湾曲化し隔離膜となることを見出した。さらに、Wipi3神経細胞特異的欠損マウスの解析から、(4)GOMEDの不全により鉄代謝・輸送を担うセルロプラスミンがプルキンエ細胞に蓄積し、鉄も蓄積していること、(5)神経変性疾患を惹起することを明らかにした。

自由記述の分野

組微細構造生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

通常のATg5/Atg7を用いるオートファジーではER膜から隔離膜が形成されるが、GOMEDはそれとは異なり、ゴルジ体のトランス膜を用いるなど、隔離膜の由来が異なり、また通常のオートファジーとは異なる分子メカニズムを用いていることが判明した。さらに生体内においても、通常のオートファジーとは異なる生理的機能を持つこと、特に、脳の神経細胞において、鉄蓄積を防いでいるということを明らかとした。