2021 Fiscal Year Final Research Report

Analysis of sorting zones involved in protein quality control in the endoplasmic reticulum

Planned Research

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Project Area	Toward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number	17H06419
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
Allocation Type	Single-year Grants
Review Section	Biological Sciences
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	Mori Kazutoshi 京都大学, 理学研究科, 教授 (70182194)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	尾野雅哉国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (00270900) 西頭英起宮崎大学, 医学部, 教授 (00332627) 片桐豊雅徳島大学, 先端酵素学研究所, 教授 (60291895) 名黒功東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 准教授 (80401222) 蜷川暁神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 助教 (80647991)
Project Period (FY)	2017-06-30 – 2022-03-31
Keywords	オルガネラ
Outline of Final Research Achievements	In this study, the following results were obtained for three organelle zones. Sorting zone: we visualized the intracellular transport of the endoplasmic reticulum (ER) stress sensors ATF6 and IRE1 and identified their regulators. Degradation zone: our analysis revealed that Derlin1 and Derlin2 can form different complexes that play different roles in protein degradation in the ER. We also found that Derlin1 and Derlin2 are essential for neurite outgrowth in the central nervous system and that TXNDC11 is essential for mannose trimming in glycoprotein degradation. Mitochondria-ER communication zone: we found that an ER-resident protein PERK is indispensable for mitochondrial biogenesis during brown adipocyte differentiation.
Free Research Field	分子生物学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	小胞体におけるタンパク質の合成と品質管理は、細胞の生命活動をささえる根幹システムの１つである。本研究により、それを制御する小胞体ストレスセンサーの新たな活性化機構や活性化シグナルが明らかとなった。また、タンパク質分解機構についても、分解経路の多様性や新たな生理的意義が見出された。タンパク質品質管理の制御破綻は、がんや糖尿病を初めとする種々の疾患との関連が指摘されており、本研究の成果は、小胞体機能の学術的理解に貢献するとともに、関連疾患の発症や治療戦略の研究にも資すると期待される。