Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

タンパク質 / 遺伝子 / シグナル伝達 / Ｇタンパク質 / 小胞輸送 / 栄養センシング / 生体分子 / Ｇサイクル / Ｇ蛋白質 / G蛋白質 / Gサイクル / ゲノムプロジェクト

Ｇ蛋白質は、GDP/GTP結合型のコンホメーション転換（Ｇサイクル）により、細胞の様々なシグナル伝達系で分子スイッチとしての役割を果たしている。本基盤研究(S)では、これまでに解析の進んだ刺激依存活性化型とは異なる、特異な生化学的特性や構造を有する新奇のＧ蛋白質群を対象に、それらの存在様式・作動原理を細胞レベルから個体レベルに至るまで広範な階層で解析した。これらの新奇Ｇ蛋白質群のＧサイクルは、リソソームの形成・成熟やエンドサイトーシス・エキソサイトーシスといった細胞内小胞輸送経路で機能していることを新たに見出し，Ｇ蛋白質が果たす生理的役割の拡大に貢献した。

タンパク質 / 遺伝子 / シグナル伝達 / G蛋白質 / 小胞輸送 / リソソーム / Gサイクル / ゲノムプロジェクト / Processing body

G蛋白質は、GDP/GTP結合型のコンホメーション転換(Gサイクル)により、細胞の様々なシグナル伝達系で分子スイッチとしての役割を果たしている。本基盤研究(A)では、細胞内小胞の選別輸送経路をモデル系として、Gサイクルが時空間的あるいは作動様式に基づいて制御される機構を解析し、特異な生化学的特性や構造を有する新奇のG蛋白質が、リソソームの形成・成熟やエンドサイトーシス・エキソサイトーシスなどといった細胞内エンドソームの動態制御に介在していることを見出した。

シグナル伝達 / 蛋白質 / 遺伝子 / ゲノムプロジェクト / G蛋白質 / Gサイクル

本研究では、これまでの申請者らによる三量体G蛋白質に関わる研究経験と実績を踏まえて、主に低分子量G蛋白質のGサイクルが重要な役割を果たす物質輸送系(エンドサイトーシスによる小胞輸送とトランスポーターのベクトル輸送系)及び発生過程での栄養物質の取込みに依存したシグナリング経路の変動をモデルとして統合的なシグナリング・マップの構築を目指し、以下の知見を得た。1.新奇Gタンパク質Ar18は、線虫個体内のマクロファージ様細胞(Coelomocyte)の観察からリソソームに局在した。その欠失変異体では後期エンドソームとリソソームが小型化する形態異常を認め、Ar18が後期エンドソームからリソソームの形成に必須の役割を果たすことを明らかにした。2.Ar113は、N末端側のArfドメインに加えて、SH3領域が結合するPro-rich配列を有したが、線虫Ar113欠失変異体は、線虫の運動能に障害をもつ表現型を示し、Arl13Bが細胞運動において役割を果たすことが推定された。3.Rab45は、C末端側のRab-GTPaseドメインに加えて、N末端側からEF handとcoiled-coil領域をもつ分子量約80Kのユニークな構造の新奇G蛋白質である。Rab45はそのcoiled-coil領域を介して多量化する特性をもち、培養細胞に過剰発現すると、中心体付近で巨大な小胞に局在化してエキソサイトーシスに介在するRabのメンバーをその小胞に集積させる作用を有した。4.線虫Di-Rasの欠失変異体は、運動神経機能(神経終末からのアセチルコリン放出)が低下する表現型を示し、Di-Rasが神経細胞の機能維持に関与することが推定された。

【研究連携者】
紺谷圏二	明治薬科大学	薬学部	教授	(Kakenデータベース)
梶保博昭	東京大学	大学院薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
福山征光	東京大学	大学院薬学系研究科	講師	(Kakenデータベース)
齋藤康太	東京大学	大学院薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
紺谷圏二	東京大学	大学院・薬学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
梶保博昭	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
福山征光	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
小林哲夫	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
紺谷圏二 (紺谷圈二)	東京大学	大学院・薬学系研究科	准教授	(Kakenデータベース)
福山征光	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
梶保博昭	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)
小林哲夫	東京大学	大学院・薬学系研究科	助教	(Kakenデータベース)