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真核生物において、ゴルジ体は必須細胞内小器官(オルガネラ)であり、その機能維持は生命活動を支える上で重要な役割を持つ。予備研究から、ゴルジ体タンパ ク質が液胞へ選択的に輸送される「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」の存在が想定された。この「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」はゴルジ体における膜交通異常により 活性化される。本研究課題では、「ゴルジ体恒常性維持、品質管理」との関係性について検証を行うとともに、その分子機構の解明を目指した。
選択的に分解される標的ゴルジ体タンパク質を同定を目指し、膜交通異常時における各種ゴルジ体タンパク質の挙動について網羅的な顕微鏡観察を行った。その結果、ゴルジ体膜交通が阻害されると、糖鎖修飾酵素を含む様々なゴルジ体タンパク質が液胞へと輸送されることを明らかとした。また、同定した標的ゴルジ体タンパク質の分類を行い、選択的液胞輸送への境界はおそらくゴルジ体ートランス層に存在することを見出した。また、本研究計画で提唱する「選択的ゴルジ体ー液胞間輸送経路」を詳細に解析するため、ライブセルイメージングを組み合わせた実験系の構築を行った。まず、独自に酵母RUSH(Retention Using Selective Hooks)法の構築を行った。さらに膜交通異常時に、分解標的ゴルジ体が液胞までどのように細胞内を輸送されるのか、超解像高速ライブセルイメージング技術を組み合わせその詳細を観察することが可能となった。
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