リソソーム関連オルガネラの細胞内動態とその破綻による疾患発症の分子基盤

2008 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 20113006
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 福田 光則 Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 教授 (50311361)
• Keywords: メラノソーム / リソソーム関連オルガネラ / リソソーム / リソソーム関連疾患 / Griscelli症候群 / Rab / スクリーニング / 膜輪送

Research Abstract

リソソーム関連オルガネラはリソソームが持つシステムを利用しながら特殊な生理機能を担うようになったオルガネラで、紫外線から我々の体を守るメラノサイト(メラノソーム)、ウイルス感染などを防ぐ細胞傷害性T細胞・(溶菌性顆粒)、血液凝固に関わる血小板(α顆粒)などの特殊な細胞に見られる。これらのオルガネラはヒトの生命活動に必須の役割を果たすため、リソソーム関連オルガネラのバイオジェネシスや輸送の障害は様々なヒトの遺伝性疾患を引き起こす。近年これらの遺伝病の原因遺伝子が次々と同定されたが、これらの遺伝子産物の多くは未知の蛋白質であり、リソソーム関連疾患の分子レベルでの発症機構はほとんど解明されていない。当研究室では、これまでの研究でリソソーム関連疾患の一つGriscelli症候群に見られるメラノソーム輸送障害や顆粒放出異常に焦点を当て、独自に開発した「低分子量G蛋白質Rabの網羅的解析ツール(Rab panel)」を用いて、メラノソーム輸送や顆粒放出に必須の因子を同定することに世界に先駆けて成功している。本研究課題ではリソソーム関連オルガネラの制御因子に焦点を当て、メラノソームをモデル系としてリソソーム関連疾患の基盤となっているリソソーム関連オルガネラの細胞内動態(ロジスティクス)の分子メカニズムを異分野との融合を図ることにより解明することを目指している。本年度は、Rabpane1により同定した新規Rab32/38結合タンパク質がメラニン色素合成に関わるチロシナーゼ関連蛋白質(Tyrp1)の輸送(すなわちメラノソームの成熟過程)に関与することを初めて明らかにした。

Research Products

• [Journal Article] Large scale screening for novel Rab effectors reveals unexpected broad Rab binding specificity (2008)
  • Author(s): Fukuda, M., Kanno, E., Ishibashi, K. & Itoh. T.
  • Journal Title: Mol. Cell. Proteomics 7 Pages: 1031-1042
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Golgiresident small GTPase Rab33B interacts with Atg16L and modulates autophagosome formation (2008)
  • Author(s): Itoh, T., Fujita, N., Kanno, E., Yamamoto, A., Yoshimori, T. & Fukuda, M
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell 19 Pages: 2916-2925
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Structural basis for the exclusive specificity of Slac2a/melanophilin for the Rab27 GTPases (2008)
  • Author(s): KukimotoNiino, M., Sakamoto, A., Kanno, E., HanawaSuetsugu, K., Terada, T., Shirouzu, M., Fukuda, M. & Yokoyama, S
  • Journal Title: Structure 16 Pages: 1478-1490
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Role of Rab27 in synaptic transmission at the sauid eiant svnanse (2008)
  • Author(s): Yu, E., Kanno, E., Choi, S., Sugimori, M., Moreira, J.E., Llinas, R.R. & Fukuda, M
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 Pages: 16003-16008
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rabファミリーと細胞内小胞輸送 (2008)
  • Author(s): 福田光則
  • Journal Title: 生体の科学 59 Pages: 360-361
• [Journal Article] 低分子量Gタンパク質Rabとエフェクター〜その特異性と普遍性 (2008)
  • Author(s): 伊藤敬、福田光則
  • Journal Title: 蛋白質核酸酵素増刊号「メンブレントラフィックの奔流一分子から細胞,そして個体へ」 53 Pages: 2065-2070
• [Presentation] An advanced approach for preventing aging spots through suppression of melanosome transport in melanocytes (2008)
  • Author(s): Itakura, K., Ryu, A., Mizutani, Y., Naru, E., Koide, C. & Fukuda, M
  • Organizer: The 25 th International Federation of Societies of Cosmetic Chemists (IFSC) Congress
  • Place of Presentation: Barcelona, Spain
  • Year and Date: 2008-10-07
• [Presentation] The analysis of Rab 27 A expression in melanocytes with varying melanin content : implications for human skin complexion (2008)
  • Author(s): Ammo, Y., Hachiya, A., Ohuchi, A., Kitahara, T., Boissy, R.E. & Fukuda, M.
  • Organizer: Conjoint Meeting of 20 th IPCC & 5 th IMRC
  • Place of Presentation: Sapporo, Japan
  • Year and Date: 2008-05-08