新規ゴルジ体－液胞間輸送制御機構の解析

一种新型高尔基体液泡运输控制机制的分析

基本信息

批准号：
21K06160
负责人：
神奈亜子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

真核生物において、ゴルジ体は必須細胞内小器官（オルガネラ）であり、その機能維持は生命活動を支える上で重要な役割を持つ。出芽酵母を用いた予備研究において、ゴルジ体上での膜交通に異常が生じると、選択的にゴルジ体タンパク質が液胞へと輸送され分解される現象を見出した。つまり膜交通に異常により活性化される「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」の存在が想定された。本研究課題では、その分子機構の解明を目指すと共に、この「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」の生物学的役割のひとつは「ゴルジ体恒常性維持」であり、さらには「ゴルジ体におけるタンパク質品質管理」に関係すると仮説を立て、検証を行なっていく。本研究課題で想定する「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」の標的ゴルジ体タンパク質の同定を進める中で、糖鎖修飾酵素のみならず様々なゴルジ体タンパク質群が膜交通阻害において液胞へと輸送されていることが明らかとなってきた。さらに、これまで同定した標的ゴルジ体タンパク質の分類を行なった結果、ゴルジ体トランス層近傍に本研究で想定する「選択的ゴルジ体ー液胞間輸送」への運命づけを担う何らかの境界が存在する結果も得られてきた。つまり、ゴルジ体トランス層近傍に存在する境界を境目に、膜交通異常において液胞への輸送有無というゴルジ体タンパク質の運命決定が行われている可能性が考えられた。これらの結果から本研究で想定する「ゴルジ体ー液胞間輸送経路」は新規性が高いことが予想される。さらに、「選択的ゴルジ体ー液胞間輸送経路」における標的ゴルジ体タンパク質の動体を詳細に解析するため、ライブセルイメージングを組み合わせた実験系の構築を試みた。

在真核生物中，高尔基体是必不可少的细胞内细胞器（细胞器），其功能在支持生活活动中起着重要作用。在使用芽酵母的初步研究中，我们发现当高尔基体膜流量异常时，高尔基蛋白会选择性地运输到液泡中并降解。换句话说，假定存在“ Golgi-Vacuole Intervacuole Transping Pathway”，该通道被膜交通异常激活。在这个研究主题中，我们将旨在阐明分子机制，并假设并测试这种“ Golgi-Vacuole Intertakuole Transphway”的生物学作用之一是“维持高尔基体稳态”，并且与“高尔基体中的蛋白质质量控制”有关。随着我们在该研究主题中设想的“高尔基谷维孔间间距传输途径”的靶向高尔基蛋白时，很明显，在膜交通抑制期间，不仅糖基化的酶，而且各种高尔基蛋白基团也被运输到液泡中。此外，由于我们迄今已确定的靶标高尔基蛋白进行了分类，因此我们还在存在某种边界的存在下获得了结果，这将导致本研究中假定的“选择性Golgi-Vacuole转运”，这是在高尔基型反式层附近所假设的。换句话说，认为高尔基蛋白的命运，是否在膜交通异常期间已转移到液泡中，都可以在位于高尔基反式层附近的边界处确定。这些结果表明，这项研究中假定的“高尔维菌互动传输途径”是高度新颖的。此外，我们尝试构建一个实验系统，该实验系统结合了活细胞成像，以分析“选择性高尔基 - 伏库孔传输途径”中目标高尔基蛋白的运动。