細胞分化に付随したオルガネラダイナミクスの解析

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小胞体ストレス時における小胞体の形態変化に関する研究はほとんど行われてはいない。近年私たちは筋芽細胞から筋管細胞への筋最終分化過程において小胞体ストレスが発生すること、このストレスが筋分化とそれに伴って生じるアポトーシスの両方に必要であることを見出した。一方この小胞体ストレスがどのように引き起こされているかについては未解明である。本研究を進める中で、筋分化に伴う生理的な小胞体ストレス発生時と、薬剤を用いて人為的に小胞体ストレスを誘導した際に共通して見られる小胞体の特徴的な構造変化を見出した。この小胞体構造体は小胞体膜とつながる巨大ベシクル様構造を示すが、ほとんどの小胞体局在蛋白質はこの構造体の膜上及び内部に存在しない。本構造に局在する蛋白質として、COPII小胞輸送の初期過程に関係する2種類の蛋白質Sar1及びSec12を明らかにした。一方でこれら以外のCOPII関連蛋白質(Sec16やCOPIIコート蛋白質)は局在しないことから、本構造はCOPII小胞とは異なるものであり、また小胞体ストレスによるCOPII小胞輸送の停止との関係が予想された。更に本構造体には小胞体SNARE蛋白質及びゴルジ体SNARE蛋白質が局在することを明らかにした。GFP融合ゴルジ体SNARE蛋白質を細胞に導入し観察すると、その局在は通常ゴルジ体に見られるが、小胞体ストレス下においては小胞体に局在した。にれはゴルジ体局在蛋白質が小胞体に戻されるという現象によるものであり、つまり小胞体ストレス下においては小胞体-ゴルジ体間輸送の順行輸送(COPII小胞輸送)は停止するが、逆行輸送(COPI小胞輸送)は停止しないことを意味している。小胞体ストレスに依存して現れる小胞体構造は小胞体ストレス下の蛋白質輸送制御と密接に関わるものであり、この構造が何らかのストレス応答(防御)に関係することが考えられた。