観るだけでわかるタンパク質間相互作用解析法による繊毛へのタンパク質輸送機構の解明

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一次繊毛は、ほぼ全ての動物細胞がもつオルガネラであり、微小管を骨格として細胞膜から突出した毛のような形態をしている。一次繊毛は、繊毛膜に局在する様々な受容体を介して細胞外の刺激を受容・伝達するアンテナのような役割を担っている。繊毛内外のタンパク質輸送はモータータンパク質と共役して繊毛内の輸送を担うIFT輸送装置とBBSomeと呼ばれるタンパク質複合体によって行われている。前年度までに、BBSomeは繊毛膜局在型GPCRであるGPR161の排出に必要であることを明らかにした。当該年度では、BBSomeとIFT輸送装置の機能の関連について研究を行った。まず、BBSomeとIFT輸送装置が直接相互作用する可能性をVIPアッセイによって調べた。すると、BBS1-BBS9二量体にIFT38が相互作用するとがわかった。次に、IFT38の欠失変異体を用いた相互作用解析により、IFT38のコイルドコイル領域以降を欠失したdC変異体はBBS1-BBS9二量体とは相互作用しないが、他のIFTサブユニットとの相互作用は維持した変異体であることを発見した。そこで、IFT38のノックアウト細胞を作製し、野生型IFT38やIFT38のdC変異体を発現させてレスキュー実験を行った。BBS9の局在は、野生型IFT38レスキュー細胞においても、dC変異体レスキュー細胞においても正常であったことから、BBS1-BBS9二量体とIFT38の相互作用はBBSomeの繊毛内局在には影響しないことがわかった。次に、GPR161の排出について調べると、野生型IFT38レスキュー細胞では、GPR161が正常に排出されるのに対し、dC変異体ではGPR161の排出が抑制された。このことから、BBSomeはBBS1-BBS9二量体はIFT38との相互作用を介してGPR161の繊毛からの排出を行っていることが明らかになった。