ゲノムワイドCRISPRスクリーニングによる凝集タウのクリアランス制御因子の同定

通过全基因组 CRISPR 筛选鉴定聚集的 tau 清除调节因子

• 批准号: 22KJ1168
• 负责人: 門 禹森
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ1168/
• 关键词: 凝集性タンパク質; プロテアソーム; ESCRT; tau; シャトル因子

凝集性タンパク質タウの蓄積は、アルツハイマー病において重要な病理学的所見である。タウはユビキチン・プロテアソームシステム (UPS) とリソソームの両方を介して分解されることが知られているが、そのクリアランスの詳細な分子メカニズムは不明のままであった。我々の以前の研究から、ESCRT-I複合体がプロテアソームを介してタウの分解を促進する可能性が示唆されていた。そこで本研究では、1) ESCRT-I複合体がプロテアソームと相互作用するメカニズムを明らかにし、2) ESCRT-I複合体とプロテアソームによるクリアランス経路の内在性基質を探ることを目的とした。1) ESCRT-I複合体とプロテアソームの両方に相互作用する因子がないか詳細に解析した結果、ESCRT結合因子 PTPN23 が ESCRT-I 複合体とプロテアソームを繋ぐことを明らかにした。具体的には、PTPN23 はPTPドメインを介し、プロテアソームサブユニットRpn1に結合することを新たに明らかにした。2) ESCRT-I-プロテアソーム系によって分解される他の生理基質を探索するために、プロテアソーム阻害剤bortezomib（BTZ）またはリソソーム阻害剤bafilymycinA1（BafA1）で処理した細胞およびTSG101とPTPN23をノックアウトした細胞を用いて、TMT標識による半定量質量分析を行った。その結果、脂質生合成関連の酵素、特にコレステロール生合成の酵素、及びいくつかのオートファジー受容体がESCRT-I欠損下で蓄積することを発見した。興味深いことに、これらのタンパク質はESCRT-I複合体依存的にプロテアソーム分解とリソソーム分解の両方に振り分けられていることがわかった。

聚集蛋白 tau 的积累是阿尔茨海默病的一个重要病理发现。已知 Tau 可通过泛素蛋白酶体系统 (UPS) 和溶酶体降解，但其清除的详细分子机制仍不清楚。我们之前的研究表明，ESCRT-I 复合物可能通过蛋白酶体促进 tau 蛋白降解。因此，本研究的目的是1)阐明ESCRT-I复合物与蛋白酶体相互作用的机制，2)探索ESCRT-I复合物和蛋白酶体清除途径的内源底物。 1)通过对与ESCRT-I复合物和蛋白酶体相互作用的因子进行详细分析，我们发现ESCRT结合因子PTPN23连接ESCRT-I复合物和蛋白酶体。具体来说，我们新发现 PTPN23 通过其 PTP 结构域与蛋白酶体亚基 Rpn1 结合。 2）为了探索ESCRT-I-蛋白酶体系统降解的其他生理底物，用蛋白酶体抑制剂硼替佐米（BTZ）或溶酶体抑制剂巴菲利霉素A1（BafA1）处理的细胞以及用TSG101和PTPN23敲除的细胞使用TMT进行半定量质谱分析使用进行标记结果，我们发现与脂质生物合成相关的酶，特别是与胆固醇生物合成相关的酶，以及一些自噬受体在ESCRT-I缺陷下积累。有趣的是，这些蛋白质被发现以 ESCRT-I 复合物依赖性方式靶向蛋白酶体和溶酶体降解。

项目成果

Identification of factors modulating the clearance of aggregate-prone tau by genome-wide CRISPR screening

通过全基因组 CRISPR 筛选鉴定调节易聚集 tau 清除的因素

• 发表时间: 2022
• 作者: 門禹森;平山尚志郎;青新平;櫻井靖之;Lo Megan;村田茂穂
• 通讯作者: 村田茂穂