Elucidation of a novel lysosomal degradation pathway for aberrant membrane proteins at the endoplasmic reticulum

阐明内质网异常膜蛋白的新型溶酶体降解途径

基本信息

批准号：
21H04760
负责人：
一條秀憲
金额：
$ 26.71万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

課題1）Artificial基質を用いた解析本研究課題における中心的なプロジェクトであり、独自に開発したartificialな不良膜タンパク質モデルを用い、この基質のリソソーム分解機序を解析するというものである。今年度までの解析の結果、TOLLIPが基質のミスフォールディングとユビキチン鎖を分解シグナルとして検出し、PI3Pを豊富に含む輸送小胞を用いて選択的にリソソームへと輸送するという、新たな膜タンパク質分解経路を発見した。さらに、TOLLIPはartificial基質に加えて運動神経変性疾患の原因となるVAPBやSeipinの変異体のリソソーム分解も担うほか、TOLLIP欠損細胞ではプロテアソーム阻害などで小胞体に負荷がかかった際の小胞体ストレスが顕著に惹起されやすくなることを見出した。従ってTOLLIPは小胞体におけるタンパク質恒常性維持に重要な役割を果たすことが示唆された。以上の研究成果を報告する論文は投稿済みで、現在国際学術誌において査読中である。課題2）CRISPRスクリーニング当初の計画では、artificial基質などのTOLLIP依存的な基質を用いてその分解制御因子をゲノムワイドCRISPRスクリーニングで探索することを目指していた。しかし上述の通り、スクリーニングに頼ることなくTOLLIP経路のキャラクタライズが順調に進展した。さらにこの解析の過程で、Connexin50の白内障変異体がTOLLIPに依存せず非常に盛んにリソソーム分解されることを見出した。これはTOLLIP非依存的な新たな分解経路が存在することを示唆しており、現在この経路の制御因子をCRISPRスクリーニングで探索することを目指している。今年度はスクリーニングに用いる細胞株の樹立とスキームの確立が完了し、現在スクリーニング本番を実施中である。

问题1）使用人工底物进行分析这是该研究主题的中心项目，它是使用人工有缺陷的膜蛋白模型独立开发的，分析该底物的溶酶体降解机制。由于分析到今年，我们发现了一种新的膜蛋白水解途径，其中Tollip检测到底物错误折叠和泛素链作为降解信号，并选择性地将其运输到使用富含PI3P的运输囊泡的溶酶体。此外，除了人造底物外，Tollip还负责引起运动神经退行性疾病的VAPB和Seipin突变体的溶酶体降解，并且发现缺乏Tollip缺陷的细胞更有可能导致内型网状肿瘤应在蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶时更大的可能性。因此，据建议，托利普在维持内质网中蛋白质稳态方面起着重要作用。关于上述研究结果的论文报告已经提交，目前正在国际学术期刊上进行同行评审。挑战2）CRISPR筛选的最初计划是使用依赖Tollip依赖的底物（例如人工基板）使用全基因组CRISPR筛选搜索降解调节器。但是，如上所述，Tollip途径的表征在不依赖筛查的情况下稳定发展。此外，在此分析中，我们发现连接蛋白的白内障突变体是高度溶酶体降解而不依赖于Tollip的。这表明有一种新的与Tollip无关的退化途径，我们目前旨在通过CRISPR筛选探索该途径的调节剂。今年，已经完成了用于筛查的细胞系和方案，目前正在进行实际筛查。

项目成果

期刊论文数量（27）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ゲノムワイドCRISPR/Cas9スクリーニングによる小胞体における不良膜タンパク質のリソソーム分解機構の探索

通过全基因组CRISPR/Cas9筛选探索内质网缺陷膜蛋白的溶酶体降解机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
早川怜志;林裕輝;一條秀憲
通讯作者：
一條秀憲

mTOR-AKT signaling in cellular clock resetting triggered by osmotic stress.

DOI：
10.1089/ars.2021.0059
发表时间：
2022-01
期刊：
Antioxidants & redox signaling
影响因子：
6.6
作者：
H. Yoshitane;Kiyomichi Imamura;Takenori Okubo;Yutaka Otobe;Satoshi Kawakami;Shunsuke Ito;Toru Takumi;K. Hattori;I. Naguro;H. Ichijo;Y. Fukada
通讯作者：
H. Yoshitane;Kiyomichi Imamura;Takenori Okubo;Yutaka Otobe;Satoshi Kawakami;Shunsuke Ito;Toru Takumi;K. Hattori;I. Naguro;H. Ichijo;Y. Fukada

亜鉛欠乏刺激下におけるSOD1の新規結合因子からALSの病態分子機構に迫る

缺锌刺激下SOD1的新型结合因子揭示ALS病理分子机制