v-SNAREの翻訳後修飾を介した病原細菌の宿主細胞内生存戦略の解明

通过 v-SNARE 的翻译后修饰阐明病原菌的细胞内生存策略

基本信息

批准号：
20K07477
负责人：
北尾公英
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

病原細菌レジオネラはIV型分泌装置を介して宿主細胞にエフェクタータンパク質を送ることにより宿主小胞輸送を操作し、自身の増殖のための液砲（Legionella Containing Vacuole: LCV）を構築する。レジオネラが食作用により宿主に取り込まれると初期ファゴソームが小胞体（ER）から派生した輸送小胞と膜融合し、成熟したLCVへと変貌を遂げる。その際にER由来のv-SNAREと細胞膜由来のt-SNAREがノンカノニカルなSNARE結合を形成することが知られる。申請者はこの過程における膜融合を司る宿主v-SNAREタンパク質がレジオネラ感染初期にユビキチン修飾され、感染後期にレジオネラエフェクターLotBによってその修飾が解除（脱ユビキチン化）されることを見出した。LotBによるv-SNAREの脱ユビキチン化はノンカノニカルな結合の解離を促し、LCV の成熟化に寄与していることを解明できたが、レジオネラが感染初期にv-SNAREをユビキチン化することの意義やその機序はまだ分かっていない。そこで、本研究では、レジオネラがv-SNAREのユビキチン化を介してどのように宿主の膜融合を操作し、増殖環境を確立しているのかを明らかにするために、レジオネラ感染時においてv-SNAREをユビキチン化する因子の同定とその機能解析を実施した。これまでに、v-SNAREのユビキチン化を担うユビキチンリガーゼ（LpgX）を同定した。LpgXは真核細胞におけるATP依存的なユビキチン化反応とは全く異なるNAD依存的活性を有し、v-SNAREのセリン残基にユビキチンを付加することを見出した。また、v-SNAREはレジオネラ感染依存的に細胞膜由来t-SNAREと結合しLCV上に集積することが知られるが、LpgXによるv-SNAREのユビキチン化はその集積を促進することが分かった。

致病细菌军团菌通过通过IV型分泌设备向宿主细胞发送效应蛋白来操纵宿主囊泡的传输，并构建液体大炮（LCV）以自身生长。当军团菌通过吞噬作用将军团菌带入宿主时，早期的吞噬体与源自内质网（ER）衍生的运输囊泡融合，转化为成熟的LCV。目前，众所周知，ER衍生的V-SNARE和细胞膜衍生的T-s-Nare形成了非典型的圈圈键。申请人发现，在此过程中负责膜融合的宿主V-SNARE蛋白是在军团菌感染的早期阶段修饰的泛素，并且在感染后期，军团菌效应的LOTB将修饰泛滥成灾。尽管据显示，LotB对V-SNARE的去泛素化促进了非经典结合的解离并有助于LCV的成熟，但在感染早期，V-SNARE的军团菌泛素化的意义和机制仍然未知。因此，在这项研究中，我们对V-SNARE泛素化的因素进行了识别，并分析了其功能分析，以阐明Legionella如何通过对V-SNARE的泛素化来操纵宿主膜融合并建立增殖环境。到目前为止，已经确定了负责V-SNARE泛素化的泛素连接酶（LPGX）。发现LPGX具有与真核细胞中ATP依赖性的泛素化反应完全不同的NAD依赖性活性，并且它将泛素添加到V-SNARE的丝氨酸残基中。众所周知，V-SNARE与细胞膜衍生的T-SNARE结合，并以军团菌感染依赖性方式积聚在LCV上，但发现LPGX对V-SNARE的泛素化促进了其积累。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

型破りな翻訳後修飾を介したレジオネラの宿主細胞内生存戦略

非常规翻译后修饰介导的军团菌宿主细胞生存策略

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
北尾公英;永井宏樹;久堀智子
通讯作者：
久堀智子

病原細菌レジオネラによる宿主SNAREタンパク質の操作

致病菌军团菌对宿主 SNARE 蛋白的操纵

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
月刊「細胞」
影响因子：
0
作者：
Umemura Akira;Nitta Hiroyuki;Takahara Takeshi;Hasegawa Yasushi;Sugai Tamotsu;Sasaki Akira;北尾　公英
通讯作者：
北尾　公英

Mechanism of Lys6 poly-ubiquitin specificity by the L. pneumophila deubiquitinase LotA.

嗜肺军团菌去泛素酶 LotA 的 Lys6 多泛素特异性机制。

DOI：
10.1016/j.molcel.2022.11.022
发表时间：
2023
期刊：
Molecular Cell
影响因子：
16
作者：
Warren GD;Kitao T;Franklin TG;Nguyen JV;Geurink PP;Kubori T;Nagai H;Pruneda JN.
通讯作者：
Pruneda JN.

Legionella manipulates non-canonical SNARE pairing using post-translational modifications

Legionella 使用翻译后修饰操纵非规范的 SNARE 配对