2021 Fiscal Year Annual Research Report
Regulatory mechanism of mTOC1 signaling by ubiquitin ligase RNF182 involved in neural differentiation
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18K06685
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
金子 雅幸 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (10322827)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高田 修治 国立研究開発法人国立成育医療研究センター, システム発生・再生医学研究部, 部長 (20382856)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ユビキチンリガーゼ / RNF182 / LAPTM / アミノ酸トランスポーター / LAT1 / RNF183 / リソソーム / mTORC1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、神経分化時に発現が増加するユビキチンリガーゼRNF182がmTORC1シグナル調節に関与することから、その分子機構を明らかにし、神経の分化におけるRNF182の役割を解明することを目的にしている。今年度は以下のことに取り組んだ。
RNF182によるリソソームタンパク質LAPTM4Aのユビキチン化の役割を調べたところ、RNF182のユビキチン化によってLAPTM4Aが安定化し、LAPTM4Aと結合するLAT1をはじめとしたアミノ酸トランスポーターも安定化することが判明した。一方、RNF182の近縁遺伝子RNF183はLAPTM4Aを基質とせず、LAPTM4Aと結合するLAT1などのアミノ酸トランスポーターを直接ユビキチン化することで、リソソームで分解することが明らかとなった。LAPTM4Aの安定化に関与するユビキチン化部位を同定するため、ユビキチン化によってLAPTM4Aがリソソーム膜上に局在するか、pH指向性の蛍光タンパク質（GFPとmCherryのタンデム）を用いて、ユビキチン化とLAPTM4Aのリソソーム内外への局在の関係を検討した。その結果、LAPTM4Aのリソソーム膜上での安定化にはLys7残基のユビキチン化が重要であり、RNF182によってユビキチン化されたLAPRM4Aは、リソソーム内には局在しないことが判明した。すなわち、LAPTM4Aのユビキチン化はLAPTM4Aのライソゾーム内への陥入を抑制し、LAPTM4Aをリソソーム膜上で安定化する可能性が示唆された。
本研究を通して、RNF182がLAPTM4Aのユビキチン化を介してアミノ酸トランスポーターをリソソーム膜上に局在・安定化させ、リソソームからのアミノ酸輸送を調節する機構が新たに提唱された。今後はmTORC1の活性化機構との関係について解明が期待される。
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