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2016 年度 実績報告書

小胞体ストレス応答の分子機構とその破綻による疾患機序の解明

研究課題

研究課題/領域番号 24228002
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

河野 憲二  奈良先端科学技術大学院大学, 研究推進機構, 特任教授 (50142005)

研究分担者 都留 秋雄  奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (80273861)
研究期間 (年度) 2012-05-31 – 2017-03-31
キーワード小胞体ストレス / ストレス応答 / 糖尿病 / インスリン
研究実績の概要

(1)膵島β細胞におけるIRE1及びATF6経路活性化の生理的役割
IRE1αを膵島β細胞のみでKOしたマウスから調製樹立した膵島β培養細胞 (MIN6 (Ire1αΔR/ΔR, Atf6α+/+))を用いてインスリンのフォールディング、分泌におけるIRE1α の役割を検討したところ、小胞体シャペロンのトランスクリプトーム解析より、PDI familyに属する5種のPDIsの低下により、プロインスリンのフォールディングが大きく低下し、インスリン分泌が激減することが分かった。また逆に5種のPDI遺伝子すべてをMIN6 (Ire1αΔR/ΔR, Atf6α+/+)に強制発現したところ、プロインスリンのフォールディングとインスリン分泌が回復することが分かり、この仮説を支持する結果を得た。活性型転写因子であるXBP1s は、これら5種のPDI遺伝子上流に結合することもクロマチンIP解析により確認した。
(2)翻訳休止と連動した新規SRP経路の解析と小胞体ストレス応答
IRE1αの標的因子であるXBP1u mRNAは、XBP1uの翻訳が翻訳休止配列(PS)により一時停止することで、その上流にある疎水性領域HR2にSRPが結合し、XBP1u mRNAが小胞体膜のトランスロコンに運ばれることが明らかとなった。この結果、小胞体ストレス時に、XBP1u mRNAはIRE1αによる効率よい特殊スプライシングを受け活性型XBP1s mRNAに変換されることを示した。また、翻訳休止がおきているときにPSはリボソームトンネル内にあり、リボソームタンパク質RPL3, RPL4, RPL7と相互作用していることが、免疫沈降-質量解析により明らかとなった。このことから、XBP1uの翻訳休止は、リボソームタンパク質との相互作用により起こることが強く示唆された。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (39件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 2件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (23件) (うち国際学会 5件、 招待講演 5件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of Cambridge(United Kingdom)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Cambridge
  • [国際共同研究] Harvard Medical School(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      Harvard Medical School
  • [国際共同研究] Pohang Univ. of Science & Technology(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Pohang Univ. of Science & Technology
  • [雑誌論文] IRE1-XBP1 pathway regulates oxidative proinsulin folding in pancreatic β cells2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchiya Yuichi、Saito Michiko、Kadokura Hiroshi、Miyazaki Jun-ichi、Tashiro Fumi、Imagawa Yusuke、Iwawaki Takao、Kohno Kenji
    • 雑誌名

      The Journal of Cell Biology

      巻: 217 ページ: 1287~1301

    • DOI

      10.1083/jcb.201707143

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification and functional study of the endoplasmic reticulum stress sensor IRE1 in Chlamydomonas reinhardtii2018

    • 著者名/発表者名
      Yamaoka Yasuyo、Choi Bae Young、Kim Hanul、Shin Seungjun、Kim Yeongho、Jang Sunghoon、Song Won-Yong、Cho Chung H.、Yoon Hwan Su、Kohno Kenji、Lee Youngsook
    • 雑誌名

      The Plant Journal

      巻: 94 ページ: 91~104

    • DOI

      10.1111/tpj.13844

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 4-Phenylbutyrate suppresses the unfolded protein response without restoring protein folding in Saccharomyces cerevisiae2018

    • 著者名/発表者名
      Mai Chi Thanh、Le Quynh Giang、Ishiwata-Kimata Yuki、Takagi Hiroshi、Kohno Kenji、Kimata Yukio
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Research

      巻: 18 ページ: -

    • DOI

      10.1093/femsyr/foy016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 4μ8C inhibits insulin secretion independent of IRE1α RNase activity2017

    • 著者名/発表者名
      Sato, H., Shiba, Y., Tsuchiya, Y., Saito, M., Kohno, K.
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 42 ページ: 61~70

    • DOI

      10.1247/csf.17002

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Ectopic expression of the transcription factor MafB in basal keratinocytes induces hyperproliferation and perturbs epidermal homeostasis2017

    • 著者名/発表者名
      Miyai Masashi、Tsunekage Yukino、Saito Michiko、Kohno Kenji、Takahashi Kenzo、Kataoka Kohsuke
    • 雑誌名

      Experimental Dermatology

      巻: 26 ページ: 1039~1045

    • DOI

      10.1111/exd.13364

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Defective ATG16L1-mediated removal of IRE1α drives Crohn’s disease-like ileitis2017

    • 著者名/発表者名
      Tschurtschenthaler M.、Adolph T.E.、Ashcroft J.W.、Niederreiter L.、Bharti R.、Saveljeva S.、Bhattacharyya J.、Flak M.B.、Shih D.Q.、Fuhler G.M.、Parkes M.、Kohno K.、Iwawaki T.、Janneke van der W.C.、Harding H.P.、Smith A.M.、Peppelenbosch M.P.、Targan S.R.、Ron D.、Rosenstiel P.、Blumberg R.S.、Kaser A.
    • 雑誌名

      The Journal of Experimental Medicine

      巻: 214 ページ: 401~422

    • DOI

      10.1084/jem.20160791

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Autonomous translational pausing is required for XBP1u mRNA recruitment to the ER via the SRP pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Kanda Satoshi、Yanagitani Kota、Yokota Yukiko、Esaki Yuta、Kohno Kenji
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 113 ページ: E5886~E5895

    • DOI

      10.1073/pnas.1604435113

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cadmium impairs protein folding in the endoplasmic reticulum and induces the unfolded protein response2016

    • 著者名/発表者名
      Le Quynh Giang、Ishiwata-Kimata Yuki、Kohno Kenji、Kimata Yukio
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Research

      巻: 16 ページ: fow049~fow049

    • DOI

      10.1093/femsyr/fow049

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel mechanism of enhancing IRE1α-XBP1 signalling via the PERK-ATF4 pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Tsuru Akio、Imai Yasutaka、Saito Michiko、Kohno Kenji
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: -

    • DOI

      10.1038/srep24217

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 小胞体ストレス応答機能障害による糖尿病の発症機序2016

    • 著者名/発表者名
      土屋 雄一、斉藤 美知子、河野 憲二
    • 雑誌名

      Yakugaku Zasshi

      巻: 136 ページ: 817~825

    • DOI

      10.1248/yakushi.15-00292-4

    • 査読あり
  • [学会発表] Molecular mechanism of XBP1u translational pausing2017

    • 著者名/発表者名
      Miku Ohfurudono, Ash-way Sogawa, Yukio Kimata, Kenji Kohno
    • 学会等名
      EMBO Conference: Protein quality control
    • 国際学会
  • [学会発表] Translational pausing in the ER stress signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      International Symposium on Protein Quality Control
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Translational pausing in the ER stress signaling2017

    • 著者名/発表者名
      Kenji Kohno
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conferences
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The role of translational pausing in the delivery of XBP1u mRNA to the ER via the SRP pathway2017

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Koike, Satoshi Kanda, Kota Yanagitani, Kenji Kohno
    • 学会等名
      第17回日本蛋白質科学会ワークショップ
    • 招待講演
  • [学会発表] Unfolded protein response-オルガネラ異常検知メカニズム-2017

    • 著者名/発表者名
      木俣行雄
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] XBP1sタンパク質における転写活性化ドメインの同定2017

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭, 野坂祐, 河野憲二
    • 学会等名
      第12回小胞体ストレス研究会
  • [学会発表] ムチン産生に関わる小胞体ストレスセンサーIRE1βはIRE1αとは異なるリン酸化制御を受ける2017

    • 著者名/発表者名
      都留秋雄, 坪山恭之, 大澤祐介, 河野憲二
    • 学会等名
      第12回小胞体ストレス研究会
  • [学会発表] 膵島β細胞でのIRE1α-XBP1経路の生理的活性化の意義2017

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一, 斉藤美知子, 門倉広, 宮崎純一, 田代文, 今川佑介, 岩脇隆夫, 河野憲二
    • 学会等名
      第12回小胞体ストレス研究会
  • [学会発表] Activation of yeast Ire1 upon diauxic shift2017

    • 著者名/発表者名
      Tran Minh Duc, 木俣行雄
    • 学会等名
      第12回小胞体ストレス研究会
  • [学会発表] ペプチド鎖伸長因子2に形成されるジフタミドの生理的意義の解明2017

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭, 額田知実, 山田麗奈, 赤沼啓志, 斉藤美知子, 伊川正人, 河野憲二
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会
  • [学会発表] 小胞体ストレスセンサーIRE1βの活性化においてリン酸化が果たす複数の役割2017

    • 著者名/発表者名
      都留秋雄, 坪山恭之, 大澤祐介, 河野憲二
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] 哺乳動物細胞におけるXBP1u の機能性翻訳休止機構の解明2017

    • 著者名/発表者名
      大古殿美加, 曽川愛守榮, 木俣行雄, 河野憲二
    • 学会等名
      生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [学会発表] The Unfolded Protein Response in Yeast Cells under Stationary Phase2016

    • 著者名/発表者名
      Tran Minh Duc, 河野憲二, 木俣行雄
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] Hanging Drop法による膵臓β細胞株を用いたpseudoisletの作製2016

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一, 坂元慧, 斉藤美知子, 河野憲二
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] ペプチド鎖伸長因子2に形成されるジフタミドの生理的意義の解明2016

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭, 額田知実, 山田麗奈, 斎藤美知子, 伊川正人, 河野憲二
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
  • [学会発表] 膵特異的に発現するPDIファミリータンパク質(PDIp)の生理的な機能の解析2016

    • 著者名/発表者名
      藤本拓志, 斉藤美知子, 都留秋雄, 松本雅紀, 河野憲二, 稲葉謙次, 門倉広
    • 学会等名
      第89回日本生化学会大会
  • [学会発表] The role of translational pausing in the delivery of XBP1u mRNA to the ER via the SRP pathway2016

    • 著者名/発表者名
      Satoshi Kanda, Kota Yanagitani, Kenji Kohno
    • 学会等名
      EMBO conferences “Structure and function of the endoplasmic reticulum
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel physiological roles of RQC in the ER of mammalian cells2016

    • 著者名/発表者名
      Ash-way Sogawa, Kota Yanagitani, Kenji Kohno
    • 学会等名
      EMBO conferences “Structure and function of the endoplasmic reticulum
    • 国際学会
  • [学会発表] ペプチド鎖伸長因子2に形成されるジフタミドの生理的意義の解明2016

    • 著者名/発表者名
      小池雅昭, 額田知美, 山田麗奈, 赤沼啓志, 斉藤美知子, 伊川正人, 河野憲二
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
  • [学会発表] ジフタミド修飾酵素欠損細胞を用いたジフタミドの生理的意義の解析2016

    • 著者名/発表者名
      山田麗奈, 小池雅昭, 赤沼啓志, 河野憲二
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
  • [学会発表] 膵臓 β細胞におけるIRE1α-XBP1 経路の生理的活性化はプロインスリン折り畳み酵素の発現維持に働く2016

    • 著者名/発表者名
      土屋雄一, 斉藤美知子, 門倉広, 宮崎純一, 岩脇隆夫, 芝陽子, 河野憲二
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
  • [学会発表] 膵島β細胞における阻害剤をもちいたIRE1αの機能解析2016

    • 著者名/発表者名
      佐藤仁美, 芝陽子, 土屋雄一, 斉藤美知子, 河野憲二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
  • [学会発表] 小胞体ストレス応答に関与するXBP1uがSRP経路にはいるための条件解析2016

    • 著者名/発表者名
      桶谷真希, 曽川愛守栄, 大古殿美加, 苅田聡, 河野憲二
    • 学会等名
      日本農芸化学会2017年度大会
  • [図書] Response mechanisms to proteotoxic stress in yeast and fungi2018

    • 著者名/発表者名
      Kimata Yukio, Kohno Kenji
    • 総ページ数
      -
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 河野特任研究プロジェクト

    • URL

      http://www.naist.jp/iri/kouno/

  • [備考] 河野特任研究プロジェクト

    • URL

      https://www.facebook.com/naist.kohnolab/

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-02-22  

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