リサイクリングエンドソームを通過する逆行性輸送の生理的意義と分子基盤の解明

阐明通过循环内体逆行运输的生理意义和分子基础

基本信息

批准号：
16J09989
负责人：
仁木隆裕
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：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-22 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J09989/
关键词：
逆行性輸送リサイクリングエンドソームコレラ毒素 SMAP2 クラスリン AP-1

项目摘要

逆行性輸送経路は、細胞外の物質や細胞膜に存在する膜タンパク質をゴルジ体・小胞体へと運ぶ細胞内輸送経路であり、組織・個体形成に重要であることが明らかにされてきている。しかしながら、逆行性輸送によって運搬されるタンパク質、およびその制御因子については不明な点が多く残されている。当研究室は、逆行性輸送がリサイクリングエンドソーム(RE)という細胞小器官を介することを世界に先駆けて発見し、されにREに局在し逆行性輸送を制御する新規タンパク質を複数同定(Uchida et al. PNAS(2011), Matsudaira et al. PLoS One(2013), Matsudaira and Niki et al. J Cell Sci. (2015))してきた。また、RE膜の細胞質側脂質層に限局するリン脂質ホスファチジルセリン(PS)が、これらの逆行性輸送因子のRE局在に必要であることを見出している。一方、これらの輸送制御因子は逆行性輸送の受け手側となるTGN膜にも局在することから、TGN膜においても輸送制御機構が存在すると考えられる。前年度までに報告したように、新たに、スフィンゴミエリン(SM)というリン脂質がRE, TGN膜双方の細胞質側脂質層に豊富に存在し輸送を制御しうることを、生細胞に応用可能な新規SM結合プローブを開発することで明らかにした。そこで、本年度において、細胞内SMを軸とした新規逆行性輸送の分子基盤を明らかにするために、SMに結合するタンパク質や近傍に存在するタンパク質群を網羅的に同定する手法を開発した。その結果、数多くの膜輸送制御因子が同定され、それらいくつかの細胞内局在に、細胞質側脂質層のSMが必要であることがわかった。すなわち、細胞質側脂質層に存在するSMは、これらの膜輸送制御因子を通じて細胞内輸送を制御するという可能性が見出された。

逆行运输途径是一种细胞内的运输途径，可将细胞外物质和细胞膜中的膜蛋白携带到高尔基体和末端形成，这对于组织和个体形成很重要。但是，关于逆行运输及其控制因素运输的蛋白质有许多未知点。我们的实验室在世界范围内发现了多种新蛋白质，这些蛋白质通过一个称为回收末端的细胞陷阱（RE），并且它们位于RE和受控的逆行运输中（UCHIDA）。 PLOS ONE（2013），Matsudaira和Niki等。它还发现，在这些逆行转运因子的RE位置中，必须使用磷脂酰丝肌素（PS），仅限于RE膜的细胞源性脂质层。另一方面，这些运输控制因子也位于TGN膜上，TGN膜是可转载转运的接受者，因此TGN膜中有一种运输控制机制。正如上一年报道的那样，在RE和TGN膜的细胞源性脂质层中，称为自旋垃圾lin（SM）的新脂质很丰富，可以通过开发新的SM键探针来揭示它。因此，在这个财政年度，为了阐明基于细胞内SM的新报应转运的分子基础，我们开发了一种全面鉴定蛋白质与SM和蛋白质基团结合的方法。结果，确定了许多膜传输控制因子，并发现在其中一些细胞中需要细胞质脂质脂质层的SM。换句话说，发现在细胞质脂质层中存在的SMS可以通过这些膜传输控制因子来控制细胞内转运。