小胞体ストレスに応じたメンブレントラフィックの制御

响应内质网应激的膜交通控制

基本信息

批准号：
18050024
负责人：
木俣行雄
金额：
$ 4.22万
依托单位：
Nara Institute of Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

小胞体における分泌タンパク質の高次構造形成が異常を来し、小胞体にタンパク質凝集体が形成される状態を小胞体ストレスと呼ぶ。細胞が小胞体ストレスに応じて引き起こす自己防衛応答を小胞体ストレス応答と総称する。小胞体局在のI型膜貫通タンパク質Irelは、小胞体ストレスを感知する「小胞体ストレスセンサー」のひとつであり、真核生物全般に保存されている。Irelのサイトゾル側ドメインにはRNase活性やkinase活性が存在しており、前者によるRNAの切断(およびスプライシング)や後者によるタンパク質のリン酸化により、小胞体ストレス応答が誘起されると考えられてきた。本研究では、小胞体ストレスに応じてIrelが引き起こす生命現象の全体像を明らかにすること、そして、それと細胞内膜系の挙動との関わりを理解することを目指した。本研究では出芽酵母を材料として研究を進め、まず、細胞の蛍光抗体染色により、小胞体ストレスに応じてIrelの局在が変化することを見いだした。すなわち、非ストレス状態ではIrelは小胞体全体に広がって存在しているが、小胞体ストレスを細胞に与えると、Irelの局在はドット状になる。このドット状の局在は、Irelが小胞体内腔側ドメインに因り巨大な多量体を形成することを反映している。さらに私は、Irel分子内で多量体化を阻害する領域を決め、そこを欠失させることにより、恒常的に多量体化する変異体を得ることができた。その変異体発現株の表現型を電子顕微鏡レベルで詳細に観察した結果、細胞内のIrel多量体形成部位では、小胞体の多層構造に変化することが明らかになった。このことは、小胞体ストレスがIrelの多量体化を通じて(すなわち、RNase活性やkinase活性には依存せずに)、小胞体を変形させることを示す。このことの生理的意義は、残された課題である。

内质网中分泌蛋白的高阶形成的状况异常发生，并且在内质网中形成蛋白质聚集体称为内质网应激。对内质网应激响应细胞引起的细胞引起的自卫反应统称为内质网应激反应。 IREL是一种位于内质网中定位的I型跨膜蛋白，是“内质网应激传感器”，一种感觉内质网应激，并且在所有真核生物中都是保守的。 RNase和激酶活性存在于IREL的胞质结构域中，并且人们认为先前的RNA（和剪接）的裂解，而后者通过后者对蛋白质的磷酸化会导致侵蚀的内质网应激反应。这项研究旨在阐明IREL响应内质网应激引起的生命现象的整体情况，并了解IT及其之间的关系与内质网络的行为之间的关系。在这项研究中，我们使用牺牲的酵母作为一种材料进行了研究，并首先发现IREL的定位因细胞荧光抗体染色而响应内质网应激。也就是说，在无压力状态下，IREL存在于整个内质网中，但是当将ER应力施加到细胞上时，IREL的定位变成了点状。这种点状定位反映了由于内质网的流体侧结构域而导致的IREL大型多聚体的形成。此外，我能够确定IREL分子中抑制多聚化并删除它的区域，从而导致一种突变体，该突变体会构成多次层次化。在电子显微镜水平上详细观察到表达突变体的菌株的表型，并发现细胞内IREL多聚合物形成的位点变为内质网的多层结构。这表明内质网应力通过IREL的多聚化（即，独立于RNase或激酶活性）而变形内质网。生理意义是剩下的问题。