Full Elucidation of the Golgi Stress Response Mechanism

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細胞小器官の量的調節機構は、細胞生物学の根幹に関わる重要な研究課題である。ゴルジ体の量的調節機構は、ゴルジ体ストレス応答と呼ばれる。研究代表者はゴルジ体ストレス応答の研究を創始し、これまでに4つの応答経路（TFE3経路、プロテオグリカン経路、ムチン経路、コレステロール経路）を発見した。それぞれの経路は、ゴルジ体ストレスを感知するセンサーやゴルジ体の機能を担う遺伝子の転写を誘導する転写因子、転写因子が結合するエンハンサー配列、転写が誘導される標的遺伝子から構成されているが、これらの制御因子はまだ未同定のものが多い。そこで本研究では、これらの制御因子を一網打尽に同定することを計画している。本年度は、哺乳類細胞を用いた遺伝的スクリーニングであるGeCKOスクリーニングを行うための細胞の樹立を行った。各経路のエンハンサー配列に蛍光タンパク質遺伝子をつないで細胞に導入し、ゴルジ体ストレス時には細胞の蛍光が増えるが、制御因子の遺伝子が破壊された変異細胞では蛍光の増加が抑制されることを利用してスクリーニングを行う。蛍光タンパク質として蛍光強度の高いmNeonGreenとtdTomatoを用いて細胞の樹立を試みているところである。また、転写因子専用のスクリーニング方法として酵母細胞を用いたone-hybrid法によってムチン経路を制御する転写因子の候補をいくつか単離しており、そのうちRelAについて遺伝子破壊細胞株を樹立しつつある。コレステロール経路については、ゴルジ体ストレス応答による細胞死を起こさなくなる変異細胞をGeCKOスクリーニングによって単離したところ、PI4P代謝に関わる遺伝子を多数単離した。ゴルジ体内にPI4Pが蓄積すると糖鎖修飾などのゴルジ体の機能が失われるとともにゴルジ体の断片化、ゴルジ体関連遺伝子の転写誘導、細胞死が誘導されることを見出している。