新たな生物モデル系を用いた直鎖状ポリユビキチン鎖の生理機能解析

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23390070
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 徳永 文稔 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (00212069)
• キーワード: タンパク質 / 酵素 / 細胞・組織 / モデル生物 / 炎症

研究概要

我々は、ユビキチンのC末端Gly76が別のユビキチンのN末端Met1にペプチド結合する全く新しい直鎖状ポリユビキチン鎖を生成するユビキチンリガーゼ複合体LUBACを同定した。LUBACは、TNF-αなど炎症性サイトカイン刺激で惹起される古典的NF-κB経路の制御に重要である。本年度の研究で我々は、HOIL-1LとHOIPという2つのサブユニットに加えて、SHARPINというHOIL-1Lに高い相同性を示すタンパク質が生理的なLUBACのサブユニットであることを同定した(Nature, 2011)。SHARPIN欠損マウス(cpdmマウス)は重篤な慢性皮膚炎を発症するが、この原因が細胞内のLUBAC複合体が減少するため、NF-κB活性化が低下することに起因することを明らかにした。また、LUBACは骨肉腫細胞の肺転移に関わることや(Int. J.Onc1., 2012)、LUBACの構成サブユニットの構造解析にも着手した(Biomo1. NMR Assign., in press, EMBO Rep., in press)。本基盤研究において我々は、メダカ変異精子ライブラリーにおけるHOIPの変異体をスクリーニングした。メダカではヒトHOIPに相当する分子が2種類存在する。全ライブラリーをスクリーニングし、まずHOIP2遺伝子に変異のある精子の解析を進めた。その結果、HOIP2遺伝子のexon9を用いたPCRスクリーニングでは幾つかの変異精子を同定できたが、HOIP遺伝子の発現がなくなるノンセンス変異では無く、アミノ酸変異を引き起こすミスセンス変異体のみ取得できている。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

2011年10月に大阪大学から群馬大学へ異動したため、研究室環境の確立に時間を要したため当初の計画に遅れが生じている。

今後の研究の推進方策

現在、研究室の実験環境はほぼ確立し、解析に着手できるようになった。今後、メダカ系だけでなく当初計画に記載したニワトリB細胞系のDT-40細胞を用いたノックアウトにも着手し、研究の進展を図る。

研究成果

• [雑誌論文] Activation of nuclear factor-kappa B by linear ubiquitin chain assembly complex contributes to lung metastasis of osteosarcoma cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomonoga, M., et al.
  • 雑誌名: Int.J.Oncol. 巻: 40 ページ: 409-417
  • DOI: 10.3892/ijo.2011.1209
  • 査読あり
• [雑誌論文] SHARPIN is a component of the NF-κB activating linear ubiquitin assembly complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Tokunaga, Tomoko Nakagawa, Masaki Nakahara, Yasushi Saeki, Masami Taniguchi, Shin-ichi Sakata, Keiji Tanaka, Hiroyasu Nakano, and Kazuhiro Iwai
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 633-636
  • 査読あり
• [雑誌論文] SHARPIN forms a linear ubiquitin ligase complex regulating NF-κB activity and apoptosis (2011)
  • 著者名/発表者名: Fumiyo Ikeda, Yonathan Lissanu Deribe, Sigrid S. Skånland, Benjamin Stieglitz, Caroline Grabbe, Sjoerd van WijK, Mirita Franz-Wachtel, Panchali Goswami, Vanja Nagy, Janos Terzic, Fuminori Tokunaga, Ariadne Androulidaki, Tomoko Nakagawa, Manolis Pasparakis, Kazuhiro Iwai, John P. Sundberg, Liliana Schaefer, Boris Macek, Katrin Rittinger, and Ivan Dikic
  • 雑誌名: Nature 巻: 471 ページ: 637-641
  • 査読あり
• [雑誌論文] Backbone and side chain ^1H, ^<13>C,and ^<15>N assignments of ubiquitin-like domain of human HOIL-1L, an essential component of linear ubiquitin chain assembly complex
  • 著者名/発表者名: Uesaka, Y., et al.
  • 雑誌名: Biomol.NMR Assign. 巻: (in press)
  • DOI: 10.1007/s12104-011-9350-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Non-canonical UBA-UBL interaction mediates formation of linear ubiquitin chain assembly complex
  • 著者名/発表者名: Yagi, H., et al.
  • 雑誌名: EMBO Rep 巻: (in press)
  • DOI: 10.1038/embor.2012.24
  • 査読あり
• [雑誌論文] LUBAC, a novel ubiquitin ligase for linear ubiquitination, is crucial for inflammation and immune responses
  • 著者名/発表者名: Tokunaga, F., et al.
  • 雑誌名: Microbes Infect 巻: (in press)
  • DOI: 10.1016/j.micinf.2012.01.011
• [学会発表] Specific recognition of linear ubiquitin by A20 zinc finger 7 is involved in NF-κB regulation (2012)
  • 著者名/発表者名: Fuminori Tokunaga
  • 学会等名: Keystone Symposium
  • 発表場所: Whistler, Canada
  • 年月日: 2012-03-21
• [学会発表] LUBACによる直鎖状ポリユビキチン鎖形成を介したNF-kB制御と疾患 (2011)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 学会等名: 第84回 日本生化学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-23
• [図書] シグナル伝達研究最前線2012 (2012)
  • 著者名/発表者名: 徳永文稔
  • 総ページ数: 222
  • 出版者: 羊土社
• [備考]
  • URL: http://www.imcr.gunma-u.ac.jp/organization/1488.html