Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

脂質 / 輸送 / 感染症 / 寄生虫 / 病原機構

フォスファチジルイノシトールリン酸(PIPs)の種類・量・局在の時空間的制御は細胞の高次機能において必須である。本研究ではシグナル伝達、細胞骨格、小胞輸送、遺伝子発現など多くの細胞機能の制御に重要な役割を果たすPIPs輸送タンパク質(LTP)の赤痢アメーバの病原機構における役割と制御機構を理解することを目指している。特にSTARTドメインを含む3種のLTPの赤痢アメーバの病原機構における脂質輸送分子基盤とLTPによる運動・貪食・分泌・細胞破壊・増殖等の制御の分子機構の理解を目的とする。LTP1は運動に選択的に、LTP3は主にエンドサイトーシス、分泌に関与するが、本研究ではLTP1/3の下流の実行分子を特定し、機能を解明している。また、LTP1/3の貪食過程での時空間的協調を理解する。これまでにHAやGFP標識を付加したLTP1/3を発現する赤痢アメーバ株を樹立し、発現を最適化した。その抽出液からLTP1/3と結合するタンパク質をアフィニティ法により精製し、質量分析によりタンパク質同定を実施している。更に、LTP1/3による貪食過程の時空間的制御の解明のため、蛍光タンパク質標識されたLTP1/3を同時に発現する赤痢アメーバ株の作成を実施した。作成された形質転換株用いて、ライブイメージングにより、LTP1/3が関与するタイミングと場所を詳細に計画している。更に、LTP4は唯一核移行シグナルをもち、核制御、核ー細胞質輸送などを担うことが予想されるが、今年度はGFP, BioID, HAタグ融合したLTP4を発現する赤痢アメーバ株を作成した。

感染症 / 原虫 / 病原機構 / 膜輸送 / 代謝 / 創薬 / オルガネラ / 進化 / 小胞輸送 / プロテアーゼ / 微生物 / 蛋白質 / システインプロテアーゼ / 赤痢アメーバ

腸管寄生性原虫赤痢アメーバのもつ、組織破壊に重要なシステインプロテアーゼの細胞内輸送・分泌の分子機構を解明することを目的に、リソソームから細胞膜への輸送に関与する低分子量GTPase Rab11Bと相互作用し活性を制御したり、分泌を直接実行する分子の特定を行った。活性型 Rab11B に特異的に結合するタンパク質としてbeta adaptin, gamma adaptin, Sec6を同定した。Rab11B が積み荷輸送において出芽から繋留まで制御することを示唆している．本研究成果は、病原因子の分泌と組織破壊を阻害する方法の構築にも役立つ可能性がある。

小胞輸送 / 病原機構 / 感染症 / 寄生虫 / システインプロテアーゼ

赤痢アメーバの病原機構のおいて中心的な役割を果たすシステインプロテアーゼの細胞内輸送機構を理解することを目指し、システインプロテアーゼの輸送体の同定とその機能解析を行った。生化学的手法により、システインプロテアーゼ結合ファミリータンパク質1(CPBF1)が同定され、その結合特異性が確認された。また、細胞分化特異的に発現するシステインプロテアーゼを網羅的転写解析により明らかにした。

赤痢アメーバ / 病原機構 / システインプロテアーゼ / トランスクリプトーム / 小胞輸送 / 感染症 / 腸管寄生虫 / 腸管原虫 / 病原性 / 網羅的解析 / 寄生

赤痢アメーバの病原機構の網羅的理解を目的に、全遺伝子をカバーしたDNAマイクロアレイを用いて、遺伝子発現の解析を行った。TIGRデータベースに存在するタンパク質をコードする全遺伝子9435のうち、重複を除いた7712遺伝子をカバーするアレイを作成した。ラボの標準株では80%以上の遺伝子の発現が確認された。次に、動物への反復感染とインビトロ培養により、遺伝的背景が同一で、病原性の異なる株を樹立した。これらは哺乳動物細胞の破壊、肝膿瘍の形成で明らかな病原性の相違を示した。更に、これらの株間での遺伝子発現比較を行った結果、200を超える遺伝子の発現量が変化していた。病原性に相関して発現が変化している遺伝子は30あまり、逆相関している遺伝子は約170であった。更に、病原性への関与が明示されているシステインプロテアーゼ(CP)の細胞内輸送、分泌を調節する内在性タンパク質ICPを発見しその機能を解明した。ICPは2種類のアイソタイプとして存在した。ICP2はシグナルペプチドをもち、ICP1はもたず、ICP1は細胞質に、ICP2はリソソーム・ファゴソームに局在した。いずれの組換えタンパク質も主要なCP(CP1,2,5)をいずれも阻害する能力を有した。特異抗体を用いた免疫沈降により原虫内での結合が直接証明された。CPとICPの細胞内での分子数比は約1000対1であった。更に、ICP1,ICP2を過剰発現した形質転換体における細胞内・分泌CP活性は60-90%減少していた。以上の結果、ICPは細胞内の複数の場所で、CPに結合・不活化・分解コンパートメントへ動員することでCP量・活性を調節していることが明らかにされた。

【研究分担者】
渡邊菜月	東京大学	大学院医学系研究科(医学部)	特任研究員	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
津久井久美子	国立感染症研究所	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)
中野由美子 (斉藤由美子	中野由美子(斉藤由美子))	国立感染症研究所	その他部局等	研究員	(Kakenデータベース)
千葉洋子	筑波大学	生命環境科学研究科(系)	助教	(Kakenデータベース)
橋本哲男	筑波大学	生命環境科学研究科(系)	教授	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
津久井久美子	国立感染症研究所	寄生動物部	主任研究官	(Kakenデータベース)

【研究分担者】
中野由美子	国立感染症研究所	寄生動物部	主任研究官	(Kakenデータベース)