2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional analyses of small GTPase Rab proteins and their novel guanine nucleotide exchange factors
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17H03669
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
佐藤 健 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (30311343)
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2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 低分子量GTPase / Rab / エンドソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は、まず東大深井グループとの共同研究によりRab11に対する新規GDP/GTP交換因子 (GEF)であるREI/SH3BP5ファミリータンパク質の結晶構造解析を試み、SH3BP5 GEFドメイン単独およびそのRab11aとの複合体の結晶構造を解明することに成功した。 本研究により、SH3BP5は２つのコイルドコイルを含むＶ字型構造をとっており、α１およびα４からなるコイルドコイル領域がRab11a 結合およびGEF活性に単独で関与していることが判明した。 この際、SH3BP5は、Rab11aのN末端領域、スイッチI、スイッチ間およびスイッチIIと相互作用してRab11aのスイッチＩ領域を引き出して変形させることにより、Rab11aからのGDP放出を促進することが判明した。一方、SH3BP5およびSH3BP5LはRab11に加えRab14とも一部リサイクリングエンドソーム上で共局在を示すが、Rab14に対するGEF活性はないことから、Rab11ファミリー特異的に作用するGEFであることが明らかとなった。今年度はSH3BP5、SH3BP5L、そして両者のノックアウト細胞の作製にも成功しており、これらの欠損がRab11の細胞内分布に影響することを見出している。一方、酵母ツーハイブリッド法により、線虫のREI-1と相互作用する因子として低分子量GTPaseであるArfの一種を同定した。REI-1はこの因子のGTP型変異と特に強く相互作用を示し、この遺伝子の欠損線虫の卵内ではREI-1の局在異常がみられることから、ArfとREI-1の間に機能相関がある可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
東京大学深井周也博士のグループとの共同研究により、低分子量GTPase Rab11に対する新規のGDP/GTP交換因子である哺乳類のSH3BP5単独とRab11aとの複合体の結晶構造の解明に成功し、論文として発表することができた。また、SH3BP5等のノックアウト細胞の作製にも成功しており、その生理機能が明らかとなりつつある。一方、線虫のREI-1の関連因子候補として低分子量GTPase Arfを同定しており、ArfとRab11の間の機能連関が示唆されてきている。以上のことより、本研究課題はおおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度はSH3BP5、SH3BP5L、そして両者のノックアウト細胞を用いてこれらの因子の細胞内における生理機能について詳細に明らかにしていく予定である。特に、Rab11ファミリーの分子は癌細胞の転移における細胞移動に関与することが示唆されているので、SH3BP5、SH3BP5Lのノックアウトによる影響について精査していく。また、Rab11はエクソソームなどの細胞外微粒子の分泌に関与することも報告されているので、この点についても解析したい。また、SH3BP5、SH3BP5Lについてノックアウトマウスの作製を通じて、個体レベルでの生理機能についても研究を推進していく予定である。線虫のREI-1関連因子候補としてArfを同定しているので、哺乳類ホモログであるSH3BP5、SH3BP5Lとも機能的連関があるか検討し、ArfによるRab11の機能制御機構が存在するか検討する。
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