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2021 Fiscal Year Annual Research Report

糖脂質リモデリングによる蛋白質のソーティング機構

Research Project

Project/Area Number 19H02922
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

船戸 耕一  広島大学, 統合生命科学研究科(生), 准教授 (30379854)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中の 三弥子  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (40397724)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2023-03-31
KeywordsGPIアンカー蛋白質 / ソーティング / 糖脂質 / リモデリング / 酵母
Outline of Annual Research Achievements

令和2年度の研究によって、GPIアンカータンパク質のセラミドを介さないバイパス経路にはGPIのタンパク質へのアンカリングが必要であることが分かった。そこで、令和3年度は、GPIアンカーの脂質リモデリング酵素Bst1、Per1、Gup1とGPIアンカーの2つ目のマンノースにエタノールアミンリン酸を付加させるGpi7との二重変異株を作製し、セラミドリモデリングの上流に位置するリモデリング反応がバイパス経路に必要であるかどうか調べた。その結果、Bst1、Per1、Gup1の破壊株で観察されるGPIアンカータンパク質の輸送障害がGpi7欠損によって抑圧されないことが明らかとなり、バイパス経路にはGup1までのリモデリング反応が必要であることが示された。

また、昨年度の研究により、野生株と比較してリモデリング変異株では液胞の数が多いことが分かり、液胞の構造維持にGPIアンカータンパク質のリモデリングが重要な役割を果たしていることが示唆された。そこで本年度は、液胞以外のオルガネラに局在する蛍光タンパク質を融合させたマーカータンパク質を発現、あるいは蛍光物質を細胞に加えて、小胞体、ゴルジ体、ミトコンドリア、ペルオキシソーム、脂肪滴の形態や数の変化を調べた。その結果、リモデリング変異株でゴルジ体の数の有意な減少、ペルオキシソームや脂肪滴の数の有意な増加が観察された。このことから、GPIアンカータンパク質の脂質リモデリングは液胞の構造維持のみならず、ゴルジ体やペルオキシソーム、脂肪滴の形成にも深く関わっていることが示唆された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本年度の研究実施計画で提案していた課題、1)脂質リモデリングがGPIアンカータンパク質のバイパス経路に必要であるかどうか、2)GPIアンカータンパク質のリモデリングの各オルガネラの数や形態維持における役割について、いずれも予定通り解析を行うことができた。従って、当初の計画通りに進んでいる。

Strategy for Future Research Activity

GPIアンカー生合成に関与する遺伝子のほとんどは必須遺伝子である一方で、CWH43を含め脂質リモデリングに関与する遺伝子は全て非必須遺伝子であり、破壊しても酵母の生育は正常である。これは、CWH43と同じ機能をもつ重複遺伝子あるいは下流で機能する遺伝子が存在している可能性を示唆している。令和元年度の研究によって、セラミドリモデリングに関与するCWH43遺伝子の破壊株の表現型がGpi7欠損によって抑圧されることが分かった。従って、同様の遺伝子間相互作用を示す遺伝子の中からCWH43と類似の機能もしくは下流で働く遺伝子を探索し、GPI脂質リモデリングに関与する新規遺伝子の同定を目指す。

  • Research Products

    (29 results)

All 2022 2021 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 8 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Seville(スペイン)

    • Country Name
      SPAIN
    • Counterpart Institution
      University of Seville
  • [Journal Article] Quality-controlled ceramide-based GPI-anchored protein sorting into selective ER exit sites2022

    • Author(s)
      Rodriguez-Gallardo S, Sabido-Bozo S, Ikeda A, Araki, M, Okazaki K, Nakano M, Aguilera-Romero A, Cortes-Gomez A, Lopez S, Waga M, Nakano A, Kurokawa K, Muniz M, Funato K.
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 39 Pages: 110768

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110768

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] N-acetylglucosaminyltransferase-V requires a specific noncatalytic luminal domain for its activity toward glycoprotein substrates.2022

    • Author(s)
      Osuka RF, Hirata T, Nagae M, Nakano M, Shibata H, Okamoto R, Kizuka Y.
    • Journal Title

      J. Biol. Chem.

      Volume: 298 Pages: 101666

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2022.101666

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] O-GlcNAcylation regulates β1,4-GlcNAc-branched N-glycan biosynthesis via the OGT/SLC35A3/GnT-IV axis.2022

    • Author(s)
      Song W, Isaji T, Nakano M, Liang C, Fukuda T, Gu J.
    • Journal Title

      FASEB J.

      Volume: 36 Pages: e22149

    • DOI

      10.1096/fj.202101520R

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The Ceramide Synthase Subunit Lac1 Regulates Cell Growth and Size in Fission Yeast.2021

    • Author(s)
      Flor-Parra I, Sabido-Bozo S, Ikeda A, Hanaoka K, Aguilera-Romero A, Funato K, Muniz M, Lucena R.
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 23 Pages: 303

    • DOI

      10.3390/ijms23010303

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Membrane Contact Sites in Yeast: Control Hubs of Sphingolipid Homeostasis.2021

    • Author(s)
      Schlarmann P, Ikeda A, Funato K.
    • Journal Title

      Membranes (Basel)

      Volume: 11 Pages: 971

    • DOI

      10.3390/membranes11120971

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Protocol for measuring sphingolipid metabolism in budding yeast.2021

    • Author(s)
      Ikeda A, Hanaoka K, Funato K.
    • Journal Title

      STAR Protoc.

      Volume: 2 Pages: 100412

    • DOI

      10.1016/j.xpro.2021.100412

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Structural analysis of the GPI glycan.2021

    • Author(s)
      Nakano M, Sabido-Bozo S, Okazaki K, Aguilera-Romero A, Rodriguez-Gallardo S, Cortes-Gomez A, Lopez S, Ikeda A, Funato K, Muniz M.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 16 Pages: e0257435

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0257435

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Peptide Sequence Mapping around Bisecting GlcNAc-Bearing N-Glycans in Mouse Brain.2021

    • Author(s)
      Ohkawa Y, Kizuka Y, Takata M, Nakano M, Ito E, Mishra SK, Akatsuka H, Harada Y, Taniguchi N.
    • Journal Title

      Int. J. Mol. Sci.

      Volume: 22 Pages: 8579

    • DOI

      10.3390/ijms22168579

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] MALDI-TOF mass spectrometry imaging for N-glycans on FFPE tissue sections of mouse NASH liver through Sialic acid Benzylamidation.2021

    • Author(s)
      Saito T, Watanabe A, Nakano M, Matsuo K.
    • Journal Title

      Glycoconj. J.

      Volume: 38 Pages: 167

    • DOI

      10.1007/s10719-021-09984-w

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リピドーム解析から見えてきた小胞輸送の脂質代謝制御2022

    • Author(s)
      中里光希,池田敦子,Isabelle Riezman,Howard Riezman,船戸耕一
    • Organizer
      支部創立20周年記念日本農芸化学会中四国支部第61回講演会
  • [Presentation] 出芽酵母におけるスフィンゴ脂質による液胞の形態制御機構2022

    • Author(s)
      花岡和樹,池田敦子,船戸耕一
    • Organizer
      支部創立20周年記念日本農芸化学会中四国支部第61回講演会
  • [Presentation] 分裂酵母におけるセラミド合成酵素Lag1とLac1の機能解析2022

    • Author(s)
      花岡 和樹, 池田 敦子, 船戸 耕一
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [Presentation] COPII小胞輸送を制御する遺伝子の探索と機能解析2022

    • Author(s)
      中里 光希, 池田 敦子, 船戸 耕一
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
  • [Presentation] 転写制御因子によるCOPⅡ小胞輸送の制御機構の解明2021

    • Author(s)
      中里光希, 加藤萌伊, 金井宗良, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      支部創立20周年記念 日本農芸化学会中四国支部会第59回講演会(例会)
  • [Presentation] Screening for kinase genes regulating COPII vesicle trafficking in Saccharomyces cerevisiae2021

    • Author(s)
      Mitsuki Nakazato, Yuga Sono, Atsuko Ikeda, Kouichi Funato
    • Organizer
      ICY15 meets ICYGMB30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Membrane contact sites regulate vacuole morphology via sphingolipid metabolism2021

    • Author(s)
      Kazuki Hanaoka, Kensuke Nishikawa,Sayumi Yamashita, Aya Nakaji, Atsuko Ikeda, Kouichi Funato
    • Organizer
      ICY15 meets ICYGMB30
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 小胞体での脂質代謝変動の核による感知が小胞輸送を調節する2021

    • Author(s)
      中里光希, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
  • [Presentation] オルガネラの構造におけるGPI脂質リモデリングの役割2021

    • Author(s)
      西井日向子,荒木美彩子, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
  • [Presentation] セラミドの長さが脂質ドメインを介したTORC1の活性に重要である2021

    • Author(s)
      櫻木桂子,關川裕一郎, 池田敦子,船戸耕一
    • Organizer
      日本農芸化学会西日本・中四国・関西支部合同大会(第60回講演会)
  • [Presentation] 分裂酵母のセラミド合成酵素Lag1とLac1の機能解析2021

    • Author(s)
      花岡和樹, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] TORC2の下流で働く新規キナーゼの探索2021

    • Author(s)
      後田梨緒, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] Nnk1キナーゼは小胞輸送を介したスフィンゴ脂質の合成に関与する2021

    • Author(s)
      佐野美咲, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] オルガネラの形態維持におけるGPI脂質リモデリングの役割2021

    • Author(s)
      西井日向子, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] 小胞体での脂質代謝変動の核による感知が小胞輸送を調節する2021

    • Author(s)
      中里光希, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] メチオニン代謝がCOPⅡ小胞輸送を調節する可能性の発見2021

    • Author(s)
      藤内孝樹, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Presentation] 液胞膜ドメインの形成におけるスフィンゴ脂質とMCSの役割に関する研究2021

    • Author(s)
      櫻木桂子, 池田敦子, 船戸耕一
    • Organizer
      第38回 YEAST WORKSHOP
  • [Book] SDGsに向けた生物生産学部入門2021

    • Author(s)
      三本木 至宏監修・上田 晃弘・杉野 利久・鈴木 卓弥・冨山 毅・船戸 耕一編
    • Total Pages
      256
    • Publisher
      共立出版
    • ISBN
      978-4-320-05831-6
  • [Remarks] 脂質がタンパク質の選別輸送を制御~小胞体膜セラミドの長さが鍵~

    • URL

      https://www.hiroshima-u.ac.jp/research/news/62036

URL: 

Published: 2022-12-28  

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