ER exit site構築のためのSec16-Sed4間の機能制御

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Sec12とSed4は小胞体膜タンパク質であり細胞質ドメインのアミノ酸配列に高い相同性を共有する。Sec12はCOPII小胞形成因子Sec16との相互作用せず、COPII小胞形成ドメインであるER Exit Site (ERES)に集積しない。一方、蛍光顕微鏡を用いたライブセルイメージングにより、Sec4はERESに集積し、その細胞質ドメインを介したSec16との相互作用がERESへの集積に必要であることを昨年度までに見出した。本年度はSed4はERES集積メカニズムをさらに調べるための実験を行なった。細胞質ドメインがSec12由来、それ以外のドメインがSed4由来であるキメラ変異体Sed4-12NはSec12と同様にERESには集積しない。Sed4-12NとSec16の相互作用の検証を行うと、予想された通り両タンパク質は相互作用を示さなかった。Sed4-12Nは小胞体のチューブやシートの縁といった膜曲率の高い領域に特異的に局在する。このような領域への局在をSec12は示さない。これらの結果からSed4はSec16との相互作用が失われた状況で小胞体膜の高曲率領域に局在する可能性を考えた。そこで昨年度作成したSed4相互作用部位を欠損するSec16変異体を発現する細胞を用いこの可能性の検証を行なった。予想通りこのSec16変異体発現細胞では野生型Sed4はSed4-12Nと同様の局在パターンを示した。Sed4-12Nはその特異的局在にSed4由来の小胞体内腔ドメインの働きが必要であるためその機能解析を行なった。Sed4は内腔ドメインを介して自己相互作用することを発見した。以上の結果から小胞体膜の特にチューブやシートの縁といった領域に局在するSed4がSec16と相互作用することでERESに集積されるというモデルを描くことができた。