試験管内再構築系をベースとした細胞内異常タンパク質認識機構の解明

基于体外重构系统阐明细胞内异常蛋白识别机制

• 批准号: 09J05724
• 负责人: 及川 大輔
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Gunma University (2011)The Institute of Physical and Chemical Research (2009-2010)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J05724/
• 关键词: 小胞体ストレス; IRE1; 異常タンパク質感知; 小胞体; シャペロン; 異常タンパク質; 試験管内再構築

細胞内において分泌タンパク質や膜タンパク質の合成を担う小胞体は、「小胞体ストレス応答」と呼ばれる、異常タンパク質に対する優れた防御機構を備えている。その機構において起点となるのが、センサー分子による異常タンパク質の感知である。これまでの研究から、IRE1と呼ばれる小胞体膜タンパク質が異常タンパク質センサーとして機能することが分かっているが、そのメカニズムの詳細については、未だ未知な部分が数多く残っている。哺乳動物においては、2つのIRE1パラログ、IRE1 αとIRE1 βが存在する。以前我々は、哺乳動物IRE1 αは異常タンパク質とは直接結合せず、その異常タンパク質感知はBipの解離に伴うホモ会合の段階に強く依存することを明らかにしていたが、同様のメカニズムがIRE1 βにも当てはまるかどうかは不明であった。昨年度我々は、IRB1のGFP融合体をFCS(fluorescence correlation spectroscopy)や共焦点顕微鏡を用いて解析し、さらには、組み換えタシパク質を用いた試験管内実験を行っていた。結果、IRE1 βはIRE1 αとは異なり、直接相互結合することで異常タンパク質を感知する可能性を見出していた。本年度は、このIRE1 βと異常タンパク質との直接結合とが、どのような分子機構によるかを明らかにすべく研究を進めてきた。結果、IRE1 β上の天然変性領域が、異常タンパク質を直接認識し相互作用する重要な機能を担う可能性を見出した。さらに、IRE1のGFP融合体を用いたliving cellを用いた拡散係数の解析(FRAP解析)から、IRE1は小胞体ストレス時に従来の想像とは異なる特殊な挙動を示すことが明らかになった。これらの結果は、異常タンパク質感知の研究領域に「天然変性」という新たな概念を提唱し、さらに拡散挙動の変化を伴った特殊な分子機構を示す、非常にインパクトの高い内容である。今後、本内容の学際的な発表に向けて詳細な解析が必要である。

Intracellular に お い て secretion タ ン パ ク qualitative や membrane タ ン パ ク qualitative の synthetic を bear う small cell body は, "small cell body ス ト レ ス 応 answer" と shout ば れ る, abnormal タ ン パ ク qualitative に す seaborne る optimal れ た defense agency を prepared え て い る. そ の institutions に お い て starting point と な る の が, セ ン サ ー molecular に よ る abnormal タ ン パ ク qualitative の perception で あ る. こ れ ま で の research か ら, IRE1 と shout ば れ る small cell body membrane タ ン パ ク quality abnormal が タ ン パ ク qualitative セ ン サ ー と し て function す る こ と が points か っ て い る が, そ の メ カ ニ ズ ム の detailed に つ い て は, not unknown だ な part が く residual っ て い る. Mammals にお にお て て て する, 2 にお パラログ IRE1パラログ, IRE1 αとIRE1 βが exist する. Before I 々 は, mammals IRE1 alpha は abnormal タ ン パ ク qualitative と は directly combined せ ず, そ の abnormal タ ン パ ク texture know は BJP に の dissociation with う ホ meet モ の Duan Jie に strong く dependent す る こ と を Ming ら か に し て い た が, with others in の メ カ ニ ズ ム が IRE1 beta に も when て は ま る か ど う か は unknown で あ っ た. Last year I 々 は, IRB1 の GFP fusion を FCS (fluorescence correlation spectroscopy) や total focus 顕 micromirror を with い て analytical し, さ ら に は, group み in え タ シ パ ク qualitative を with い た test tube be 験 を line っ て い た. Results, IRE1 beta は IRE1 alpha と は different な り, direct combination す る こ と で abnormal タ ン パ ク qualitative を perception す る を likely see a し て い た. This year は, こ の IRE1 beta と abnormal タ ン パ ク qualitative と の directly combined と が, ど の よ う な molecular institutions に よ る か を Ming ら か に す べ を く research into め て き た. Result, IRE1 beta が の - natural field, abnormal タ ン パ ク qualitative を directly know し interaction す る important function of な を bear う を likely see a し た. さ ら に, IRE1 の GFP fusion を with い た living cell を with い た company, dispersion coefficient の parsing (FRAP) か ら, IRE1 は small cell body ス ト レ ス when に 従 to の imagine と は different な る special な 挙 dynamic を shown す こ と が Ming ら か に な っ た. は こ れ ら の results, abnormal タ ン パ に ク know の texture research "natural" - sex と い う new た な concept を sing し, さ ら に company, scattered 挙 dynamic の variations change を with っ た special な molecular mechanism を す, very に イ ン パ ク ト の high content of い で あ る. In the future, the な release table of this content will be sent to けて for detailed な analysis が and necessary である.

项目成果

Fluorescence correlation spectroscopy for the study of ER stress sensor, IRE1α.

用于研究 ER 应力传感器 IRE1α 的荧光相关光谱。

• 发表时间: 2010
• 作者: Oikawa Daisuke;Tokuda Mio;Hosoda Akira;Iwawaki Takao.;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;及川大輔;細田章;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;Oikawa Daisuke
• 通讯作者: Oikawa Daisuke

PSG遺伝子群の胎盤発現に対するIRE1α-XBP1経路の貢献

IRE1α-XBP1通路对PSG基因组胎盘表达的贡献

• 发表时间: 2009
• 作者: 及川大輔;赤井良子;岩脇隆夫;及川大輔
• 通讯作者: 及川大輔

ラマン分光法を用いたin vivoでの小胞体ストレスの検出

使用拉曼光谱检测体内内质网应激

• 发表时间: 2010
• 作者: Oikawa Daisuke;Tokuda Mio;Hosoda Akira;Iwawaki Takao.;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;及川大輔;細田章
• 通讯作者: 細田章

マウス個体における酸化ストレスレポーターシステムの開発

个体小鼠氧化应激报告系统的开发

• 发表时间: 2011
• 作者: Oikawa Daisuke;Tokuda Mio;Hosoda Akira;Iwawaki Takao.;及川大輔
• 通讯作者: 及川大輔

適正な小胞体ストレス応答のためのIre1調節機構

Ire1 适当内质网应激反应的调节机制

• 发表时间: 2009
• 作者: Oikawa Daisuke;Tokuda Mio;Hosoda Akira;Iwawaki Takao.;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;及川大輔;細田章;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;Oikawa Daisuke;及川大輔;Oikawa Daisuke;木俣有紀
• 通讯作者: 木俣有紀