小胞体上の分泌ゾーンERESの局在決定機構

2020 年度 実績報告書

• 研究領域: 細胞機能を司るオルガネラ・ゾーンの解読
• 研究課題/領域番号: 20H04897
• 研究機関: 秋田大学
• 研究代表者: 齋藤 康太 秋田大学, 医学系研究科, 教授 (60549632)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 分泌

研究実績の概要

「ERES (ER exit site)」は哺乳細胞１細胞あたり数百存在する小胞体上の分泌小胞形成「ゾーン」である。ERESにおける小胞の形成機構はよく解析されているが、ERESそのものの形成制御機構は不明な点が多い。ERESは外部環境の変化によって数・大きさが変化するが、分子機構の全貌は未解明である 。また個々のERES間に機能的差異があるかどうかもよくわかっていない。
これまでに研究代表者は、ERESの形成に重要なタンパク質としてTANGO1を同定した。すなわちTANGO1はERES因子の足場タンパク質であるSec16と直接結合することによって、ERESの形成を促すことを明らかにした。さらにTANGO1が細胞分裂期にリン酸化修飾を受けることによって、Sec16との結合が減弱し、ERESが崩壊すること、また細胞分裂が終了するとともに、TANGO1が脱リン酸化されることで、TANGO1とSec16の結合が回復し、これによってERESが再形成されることを明らかにした。
一方で、研究代表者は、ERESの細胞内での局在が細胞環境のpHによって大きく異なることを見出している。すなわち、酸性環境下においてはERESは細胞質全体に散らばって存在するが、塩基性環境下ではゴルジ体近傍に集積して存在する。しかしながら、その詳細なメカニズムは不明であった。
本研究において研究代表者は、ERESのpH変化による細胞内局在の変化が、短時間に可逆的に起こる現象であり、タンパク質の発現等を経ずに起こる現象であること、また微小管に依存して起こる現象であることを見出した。

現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

ERESの細胞内での局在がpHによって変化する現象は可逆的であること、また微小管依存的であることを明らかにした。

今後の研究の推進方策

ERESのpH変化による細胞内局在の変化に必要なERES構成因子を同定する

研究成果

• [雑誌論文] Mitotic ER Exit Site Disassembly and Reassembly Are Regulated by the Phosphorylation Status of TANGO1 (2020)
  • 著者名/発表者名: Maeda Miharu、Komatsu Yukie、Saito Kota
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 55 ページ: 237～250.e5
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2020.07.017
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitotic ER exit site dynamics: insights into blockade of secretion from the ER during mitosis (2020)
  • 著者名/発表者名: Maeda Miharu、Komatsu Yukie、Saito Kota
  • 雑誌名: Molecular & Cellular Oncology 巻: 7 ページ: 1832420～1832420
  • DOI: 10.1080/23723556.2020.1832420
  • 査読あり
• [学会発表] 細胞分裂期における分泌停止メカニズムの解明 (2021)
  • 著者名/発表者名: 前田 深春、小松 幸恵、齋藤 康太
  • 学会等名: 第94回日本薬理学会年会
• [学会発表] 細胞分裂期のER exit siteの崩壊と再形成はTANGO1のリン酸化状態により制御される (2020)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 康太
  • 学会等名: 新学術領域研究「オルガネラ・ゾーン」online班会議（オンライン）
• [学会発表] 小胞体上の分泌ゾーンERESの局在決定機構 (2020)
  • 著者名/発表者名: 齋藤 康太
  • 学会等名: 新学術領域研究「オルガネラ・ゾーン」班会議（オンライン）
• [備考]
  • URL: https://www.med.akita-u.ac.jp/department/gs/kenkyu-org/kouza/yakuri.html