Rab33による小胞輸送制御機構の解明

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21370087
• 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: Rab33 / エフェクター / 膜輸送 / Atg16L1 / オートファジー / 低分子量G蛋白質 / オルガネラ / 神経細胞

Research Abstract

低分子量G蛋白質Rabは真核生物に普遍的に保存された膜(小胞あるいはオルガネラ)輸送の制御因子で、Rasスーパーファミリーの中で最大のファミリーを形成している。出芽酵母では11種類、線虫・ショウジョウバエでは約30種類のRabアイソフォームが存在するのに対し、ヒトやマウスでは60種類以上のRabアイソフォームがゲノム上に存在することから、高等動物の高度に特殊化した組織・細胞での複雑化した膜(小胞)輸送との関連性が示唆されている。本研究課題の対象であるRab33は脊椎動物に広く保存されており、脊椎動物に特異的な何らかの膜輸送過程を制御するものと考えられる。一般的に、Rabの膜輸送における役割を解明するためには、その下流の因子である特異的なエフェクター分子(活性化型のGTP-Rabに結合する分子)の同定とその機能解析が不可欠である。そこで本研究課題では、Rab33に特異的に結合するエフェクター分子の同定とその機能解析を通じて、Rab33が制御する膜輸送過程(生命現象)の分子メカニズムを解明することを目指している。これまでの研究で活性化型固定化Rab33をbaitにした酵母two-hybridスクリーニングにより、3種類の新規Rab33結合蛋白質の同定に成功している。このうちAtg16L1に関しては、Atg16L1の中央部分に存在するコイルド-コイル領域を介してRab33と結合することにより、オートファジー(自食作用)制御への関与が示唆されている。本年度はさらに、残りの2つのRab33結合蛋白質に関しても、欠失変異体を用いた解析によりRab33結合サイトの決定を行った。今後、これらの分子のRab33との結合意義を明らかにするため、哺乳動物の培養細胞レベルでの結合を共免疫沈降法により検証するとともに、RNA干渉法を用いたノックダウン実験等を行う予定である。

Research Products

• [Journal Article] A novel 65kDa RNA-binding protein in squid presynaptic terminals. (2010)
  • Author(s): Lico, D.T.P., Rosa, J.C., DiGiorgis, J.A., de Vasconcelos, E.J.R., Casaletti, L., et al.
  • Journal Title: Neuroscience 166 Pages: 73-83
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Redistribution of Rab27-specific effector Slac2-c, but not Slp4-a, after isoproterenol-stimulation in rat parotid acinar cells. (2009)
  • Author(s): Imai, A., Fukuda, M., Yoshie, S., Nashida, T., Shimomura, H.
  • Journal Title: Arch.Oral Biol. 54 Pages: 361-368
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Redistribution of small GTP-binding protein, Rab27B, in rat parotid acinar cells after stimulation with isoproterenol. (2009)
  • Author(s): Imai, A., Yoshie, S., Nashida, T., Fukuda, M., Shimomura, H.
  • Journal Title: Eur.J.Oral Sci. 117 Pages: 224-230
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Anterograde transport of TrkB in axons is mediated by direct interaction with Slp1 and Rab27. (2009)
  • Author(s): Arimura, N., Kimura, T., Nakamuta, S., Taya, S., Funahashi, Y., Hattori, A., et al.
  • Journal Title: Dev.Cell 16 Pages: 675-686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Regulation of the intracellular distribution, cell surface expression, and protein levels of AMPA receptor GluR2 subunits by the monocarboxylate transporter MCT2 in neuronal cells. (2009)
  • Author(s): Maekawa, F., Tsuboi, T., Fukuda, M., Pellerin, L.
  • Journal Title: J.Neurochem. 109 Pages: 1767-1778
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A coated vesicle-associated kinase of 104kDa(CVAK104)induces lysosomal degradation of frizzled 5(Fzd5). (2009)
  • Author(s): Terabayashi, T., Funato, Y., Fukuda, M., Miki, H.
  • Journal Title: J.Biol.Chem. 284 Pages: 26716-26724
  • Peer Reviewed
• [Presentation] オートファジー制御に関与する低分子量GTPase Rabの機能解析 (2009)
  • Author(s): 福田光則
  • Organizer: 第82回日本生化学会大会シンポジウム
  • Place of Presentation: 神戸
  • Year and Date: 2009-10-23
• [Presentation] Atg16L1 is a potential effector for small GTPase Rab33 that modulates autophagosome formation. (2009)
  • Author(s): 福田光則
  • Organizer: 5th International Symposium on Autophagy
  • Place of Presentation: Otsu
  • Year and Date: 2009-09-25