RNA結合タンパク質による膜タンパク質の小胞体輸送経路の選別機構と品質管理

RNA结合蛋白内质网转运膜蛋白途径的选择机制和质量控制

• 批准号: 20059005
• 负责人: 入江 賢児
• 金额: $ 3.9万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20059005/
• 关键词: 膜タンパク質; mRNA; SRP; 翻訳; RNA結合タンパク質

分泌タンパク質(膜タンパク質)の小胞体膜内腔への移行は、(1)mRNAが小胞体膜上のリボソームで翻訳されながらトランスロコンを通過するシグナル認識粒子(signal recognition particle : SRP)依存的翻訳時輸送(Cotranslational translocation)と、(2)mRNAが細胞質の遊離型リボソームにおいて翻訳された後、トランスロコンを通過するSRP非依存的翻訳後輸送(Posttranslational translocation)の系がある。これら2つの輸送系の使い分けは、分泌タンパク質のシグナルペプチド配列の疎水性度の違いによって決められるというモデルが提唱されているが、その選別機構については未だ不明な点が多く、研究がほとんど進んでいない。本研究では、膜タンパク質の社会の秩序維持、品質管理の最初の段階である、膜タンパク質をコードするmRNAの翻訳の時間的・空間的制御機構、SRP依存的翻訳時輸送とSRP非依存的翻訳後輸送の選別機構を解析し、RNA結合タンパク質Khd1による膜タンパク質の品質管理機構を解明することを目的として研究を進めた。本年度は、Khd1のターゲットmRNAとして同定した膜タンパク質をコードするmRNA群(MID2,MTL1,WSC2)に着目して解析をすすめ、以下の結果を得た。(1)Khd1がSRPのサブユニットの一つSec65と結合する。(2)khd1変異により低下したMTL1 mRNAの安定性はsec65-1変異によって回復する。(3)khd1変異とccr4変異はsynthetic growth defect(合成増殖遅延)を示す。(4)khd1 ccr4二重変異株では細胞壁合成が異常になっていた。以上の結果から、Khd1とSRPサブユニットにより、mRNAの安定性制御と膜輸送が関連すること、Khd1による制御は細胞壁合成に関わる膜タンパク質の発現制御に関わること示唆された。

The transfer of secreted proteins (membrane proteins) to the endoplasmic reticulum is comprised of (1) a signal recognition particle (SRP)-dependent cotranslational translocation in which mRNA is translated in ribosomes on the endoplasmic reticulum membrane, and (2) a SRP-independent posttranslational translocation in which mRNA is translated in the cytoplasmic游离核糖体，然后通过易位。已经提出了一个模型，即使用这两个传输系统取决于分泌蛋白的信号肽序列的疏水性差异，但是关于选择机制的疏水性差异仍然很少，并且进行了很少的研究。进行这项研究的目的是阐明MRNA编码膜蛋白的时间和空间调节的机制，以及SRP依赖性翻译转运和独立于SRP的转移后传输的选择机制，这是社会秩序维持和质量控制膜蛋白的第一阶段。今年，我们专注于MRNA组（MID2，MTL1，WSC2），编码了识别为KHD1靶标mRNA的膜蛋白，并获得了以下结果。 （1）KHD1与SEC65（SRP亚基之一）结合。 （2）SEC65-1突变恢复了由KHD1突变降低的MTL1 mRNA的稳定性。 （3）KHD1和CCR4突变表现出合成生长缺陷。 （4）KHD1 CCR4双突变株具有异常的细胞壁合成。以上结果表明，KHD1和SRP亚基涉及mRNA稳定性调节和膜转运，并且KHD1控制参与了参与细胞壁合成的膜蛋白的表达。

项目成果

Control of mRNA stability by RNA binding protein Khd1p, the yeast ortholog of mammalian hnRNP K

通过 RNA 结合蛋白 Khd1p（哺乳动物 hnRNP K 的酵母直系同源物）控制 mRNA 稳定性

• 发表时间: 2009
• 作者: R. Aoki;T. Takeda;T. Omata;K. Ihara;Y. Fujita;入江賢児
• 通讯作者: 入江賢児

hnRNP K interacts with RNA binding motif protein 42 and functions in the maintenance of cellular ATP level during stress conditions

• DOI: 10.1111/j.1365-2443.2008.01256.x
• 发表时间: 2009-02-01
• 期刊: GENES TO CELLS
• 影响因子: 2.1
• 作者: Fukuda, Toshiyuki;Naiki, Takahiro;Irie, Kenji
• 通讯作者: Irie, Kenji

Staul negatively regulates myogenic differentiation in C2C12 cells

Staul 负向调节 C2C12 细胞的生肌分化

• 发表时间: 2008
• 期刊: Genes to Cells 13
• 作者: Yamaguchi;et.al.
• 通讯作者: et.al.

Distinct roles for Klidlp, the ortholog of mammalian hnRNP K, in the localization and expression of budlocalized mRNAs in yeast

Klidlp（哺乳动物 hnRNP K 的直系同源物）在酵母芽定位 mRNA 的定位和表达中的独特作用

• 发表时间: 2008
• 作者: Hase;Y.;Yokoyama;S.;Kimura;T.;Goto;S.;Muto;A.;Himeno. H.;入江賢児
• 通讯作者: 入江賢児

RNA局在の制御

RNA 定位的控制

• 发表时间: 2009
• 期刊: 蛋白質核酸酵素増刊 mRNAプログラム 多様性と非対称性の獲得戦略 54
• 作者: Hozumi H;Takeda K;Yoshida-Amano Y;Takemoto Y;Kusumi R;Fukuzaki-Dohi U;Higashitani A;Yamamoto H;Shibahara S.;入江賢児
• 通讯作者: 入江賢児