Development of metal ion conditional proteomics methods for understanding biometal behavior

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Integrated Biometal Science: Research to Explore Dynamics of Metals in Cellular System
• Project/Area Number: 19H05764
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Tamura Tomonori 京都大学, 工学研究科, 講師 (10746639)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2024-03-31
• Keywords: コンディショナルプロテオミクス / 銅 / コリン / ヘムトランスポーター / 光近傍ラベリング

Outline of Final Research Achievements

We developed conditional proteomics methods targeting copper(I) in collaboration with the Kambe team and the Ogura team. Additionally, we developed a novel light-driven proximity labeling method applicable for interactome analysis of metal-related proteins. As an unexpected achievement from the initial plan, we successfully established a system for comprehensively identifying gene sets that perturb the phenotype of phosphatidylcholine (PC) and revealed that FLVCR1, previously known as a heme transporter, is involved in PC biosynthesis. Further analysis revealed that FLVCR1 functions as a choline transporter in various cell types.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー、生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発したプローブは、近年注目を集めている新規Cuproptosisを誘導した細胞に適用可能であることが示された。このプローブは銅周辺タンパク質のプロテオミクス解析を可能とするという点で新規性が高く、銅イオン研究分野に革新的なインパクトを与えると予想される。本研究で開発した光駆動近傍ラベリング法は、細胞内金属輸送に関連するタンパク質群を網羅的に同定し得るポテンシャルを秘めており、今後の発展が期待できる。また、本研究では脂質イメージングとCRISPRスクリーニングという金属研究とは異なる技術を組み合わせた新手法の開発によってヘムトランスポーターFLVCR1の未知機能の同定に成功した。