Elucidation of the localization and the role of O-GlcNAc-modified actin and phosphorylated actin in the nucleus

阐明 O-GlcNAc 修饰肌动蛋白和磷酸化肌动蛋白在细胞核中的定位和作用

• 批准号: 22K06816
• 负责人: 秋元 義弘
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyorin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06816/
• 关键词: アクチン; 糖修飾; O-GlcNAc; リン酸化; 腎糸球体; 核

アクチンは細胞骨格成分としての機能がよく知られているのに加えて、近年、核内において転写などの調節に関与することが明らかになりつつある。 アクチンは、リン酸化、糖修飾（O-GlcNAc化）、ユビキチン化、SUMO化、アセチル化など様々な翻訳後修飾を受ける。アクチンの糖修飾（O-GlcNAc化）部位は6ヶ所あり、そのうち3ヶ所（Ser 52, 199, 323）はリン酸化部位と一致していることが明らかになっているが、これらの部位の糖修飾が、アクチンの機能の調節にどのように関与しているについては不明である。核の内部には、クロマチンや核マトリクスの他に、核内構造体とよばれるRNAとRBP（RNA結合タンパク質）から構成される機能的な集合体が存在する。核内構造体では転写、RNAプロセシング、RNAエディティングなど様々なRNAの転写制御が行われている。核内構造体の主なものは、核小体、カハール体、核スペックル、パラスペックル、PML体、Gemがあり、それぞれ機能が異なることが知られている。本年度は、糖修飾アクチンの核内における役割について調べる目的で、糖修飾(O-GlcNAc化Ser199)アクチン抗体と核内構造体に対するマーカータンパク質抗体を用いて、免疫組織化学的方法と免疫沈降法により糖修飾アクチンがこれらの核内構造体のどれに局在するかを検討した。その結果、ラット腎糸球体の核において糖修飾アクチンが核スペックルに局在するserine and arginine rich splicing factor 3 (SRSF3)と共局在していることが明らかになった。さらに、糖修飾アクチン抗体による免疫沈降産物を用いてWestern blottingを行ったところ、糖修飾アクチンとSRSF3の結合性が確認された。SRSF3 は、転写、RNA プロセッシングやタンパク質の翻訳などさまざまな機能を担っていることが明らかになっている。以上のことから、糖修飾アクチンが核スペックルにおいてSRSF3と相互作用してこれらの機能を調節することが推測された。

除了作为细胞骨架成分的众所周知的功能外，最近人们已经清楚肌动蛋白还参与细胞核内转录和其他因子的调节。 肌动蛋白经历各种翻译后修饰，例如磷酸化、糖修饰（O-GlcNAcylation）、泛素化、SUMOylation 和乙酰化。肌动蛋白上有 6 个糖修饰（O-GlcNA 酰化）位点，其中 3 个（Ser 52、199 和 323）已被发现与磷酸化位点一致；目前尚不清楚修饰如何参与调节肌动蛋白功能。在细胞核内部，除了染色质和核基质之外，还有由 RNA 和 RBP（RNA 结合蛋白）组成的称为核内结构的功能聚集体。各种RNA转录控制，例如转录、RNA加工和RNA编辑都是在核结构中进行的。主要的核结构是核仁、卡哈尔小体、核散斑、副散斑、PML 小体和宝石，每种结构都具有不同的功能。今年，为了研究糖修饰肌动蛋白在细胞核中的作用，我们使用糖修饰（O-GlcNAcylated Ser199）肌动蛋白抗体和针对核结构的标记蛋白抗体，采用免疫组织化学方法和免疫沉淀方法研究了其中的哪一种。核结构定位糖修饰的肌动蛋白。结果表明，糖修饰肌动蛋白与富含丝氨酸和精氨酸的剪接因子 3 (SRSF3) 共定位，SRSF3 位于大鼠肾小球核的核斑点中。此外，当使用糖修饰肌动蛋白抗体的免疫沉淀产物进行蛋白质印迹时，证实了糖修饰肌动蛋白和SRSF3之间的结合。 SRSF3 已被证明发挥多种功能，包括转录、RNA 加工和蛋白质翻译。由此推测糖修饰肌动蛋白与核斑点中的SRSF3相互作用并调节这些功能。

项目成果

Brain Imaging for Glycobiology.

糖生物学的脑成像。

• DOI: 10.3389/fnana.2022.1026499
• 发表时间: 2022
• 影响因子: 2.9
• 作者: Yoshimura T; Yamagishi S; Akimoto Y; Saitoh S
• 通讯作者: Saitoh S

Comp Carbohyd Res Ctr, Univ. Georgia(米国)

佐治亚大学Comp Carbohyd Res Ctr（美国）

A new beta cell-specific mitophagy reporter mouse shows that metabolic stress leads to accumulation of dysfunctional mitochondria despite increased mitophagy.

一种新的β细胞特异性线粒体自噬报告小鼠表明，尽管线粒体自噬增加，但代谢应激会导致功能失调的线粒体积累。

• DOI: 10.1007/s00125-022-05800-8
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 8.2
• 作者: Aoyagi K; Yamashita SI; Akimoto Y; Nishiwaki C; Nakamichi Y; Udagawa H; Abe M; Sakimura K; Kanki T; Ohara
• 通讯作者: Ohara

Essentials of Glycobiology. 4th edition

糖生物学要点。

• 发表时间: 2022
• 作者: Zachara NE; Akimoto Y; Boyce M; Hart GW
• 通讯作者: Hart GW

Exploring the pathophysiological mechanism of interstitial edema focusing on the role of macrophages and their interaction with the glycocalyx.

探索间质性水肿的病理生理机制，重点关注巨噬细胞的作用及其与糖萼的相互作用。

• DOI: 10.1016/j.job.2023.01.001
• 发表时间: 2023
• 影响因子: 2.4
• 作者: Nishida R; Suzuki D; Akimoto Y; Matsubara S; Hayakawa J ; Ushiyama A; Sasa K; Miyamoto Y; Iijima T; Kamijo R
• 通讯作者: Kamijo R