2020 Fiscal Year Research-status Report
小胞体膜タンパク質の品質管理に関わる新規因子の遺伝学的探索と生化学的解析
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18K19306
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| Research Institution | Nagoya City University |
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Principal Investigator |
中務 邦雄 名古屋市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (90547522)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2022-03-31
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| Keywords | 小胞体 / 膜タンパク質 / ユビキチン / プロテアソーム / 分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
小胞体に構造異常タンパク質が蓄積すると、UPR（Unfolded Protein Response）を介して分子やペロンの発現が誘導され、異常タンパク質の修復が行われる。しかし修復できなかった異常タンパク質は、細胞質に送り返され、プロテアソームによって分解される。この分解系はERAD（Endoplasmic Reticulum-associated degradation）と呼ばれている。小胞体内腔の異常タンパク質の分解経路については、基質を細胞質へ送り返す「孔（膜透過チャネル）」の有力な候補が同定され、構造解析が進んだこともあって、約20年の議論に終止符が打たれようとしている。しかし、膜タンパク質の具体的な分解経路はほとんど分かっていない。この問題は小胞体の膜タンパク質だけでなく、プロテアソームによって分解されるすべてのオルガネラの膜タンパク質に共通する問いである。本研究では、複数回膜貫通タンパク質のERADに関わる新規因子の遺伝学的解析を行ってきた。具体的には出芽酵母でモデル基質を発現させ、細胞質画分と膜画分に分離した後、細胞質画分に分画されたユビキチン化基質の有無を指標に、膜タンパク質の分解に関わる新規因子の探索を試みた。分解のメカニズムに関する生化学的な解析については、海外グループとの共同研究が完成して論文が出版された。この研究では膜貫通ドメインの安定性と分解効率の間に相関がみられた。国内グループとの共同研究も進み、ミトコンドリアに誤局在した膜貫通タンパク質が小胞体を経由して分解されることが分かった。また、ERADの活性が抑制される細胞レベルの生理条件について解析を進めている。
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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
去年までに海外グループとの共同研究が完成し、最終的に論文を出版した。小胞体の膜を貫通するモデルタンパク質について、膜中における膜貫通ドメインの安定性と分解効率の間に、相関があることが示唆された。国内グループとの共同研究も進み論文を出版した。ミトコンドリアに誤局在した膜タンパク質が一度引き抜かれて小胞体膜に送られ、特異的なユビキチンリガーゼによってユビキチン化されて細胞質で分解されることが明らかになった。また、ごく最近、ERADの活性が抑制される生理条件を見出した。基質の分解がどのステップで停止しているのか、我々が見出したin vivo assay系で解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では複数回膜貫通タンパク質のERADに焦点を絞り、そこに関わる新規因子の探索を目指してきた。我々の研究室では最近、小胞体から形成される脂肪滴上のタンパク質の安定性を調べており、ユビキチンリガーゼの有力な候補を得ている。さらに解析を進めるために、本提案課題で用いている小胞体膜タンパク質のERADに関する試験管内再構成系を、脂肪滴上のタンパク質に応用しようとしている。
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| Causes of Carryover |
参加を予定していた学会や研究会などの中止や延期、感染症の流行等ため延長
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