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

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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。