タンパク質寿命が制御するシン・バイオロジー

細胞内の「タンパク質寿命決定の仕組み」には、ユビキチン・プロテアソーム系やオートファジー、小胞体関連分解(ERAD)などが存在している。一方、私たちは、新たな「タンパク質寿命決定の仕組み」として、ゴルジ体で実行されるゴルジ体関連分解 (Golgi-membrane associated degradation; GOMED)を発見した。GOMEDは、ゴルジ体を経由して細胞膜や細胞外に運搬される様々なタンパク質の寿命を制御している。GOMEDは、細胞外の環境に応じて、細胞内の特定のタンパク質の寿命を制御するなどユニークな特徴を有しており、タンパク質寿命の原理を知る上で重要な解析対象である。 　本研究では、主に以下の研究を行う。①GOMEDによって寿命が決定されるタンパク質の網羅的同定、②これらのタンパク質の寿命が決定されるメカニズム、③細胞外の環境に応じて、細胞内のタンパク質の寿命が決定されるメカニズムなどを明らかにする。

1. Yamaguchi H., Honda S., Torii S., Shimizu K., Katoh K., Miyake K., Miyake N., Fujikake N., Sakurai H. T., Arakawa S., & Shimizu S. (2020) Wipi3 is essential for alternative autophagy and its loss causes neurodegeneration. Nat Commun. 10.1038/s41467-020-18892-w
2. Torii S., Yamaguchi H., Nakanishi A., Arakawa S., Honda S., Moriwaki K., Nakano H., & Shimizu S. (2020) Identification of a phosphorylation site on Ulk1 required for genotoxic stress-induced alternative autophagy. Nat Commun. 10.1038/s41467-020-15577-2
3. Yamaguchi H., Arakawa S., Kanaseki T., Miyatsuka T., Fujitani Y., Watada H., Tsujimoto Y., & Shimizu S. (2016) Golgi membrane‐associated degradation pathway in yeast and mammals. EMBO J. 35, 1991–2007
4. Nishida Y., Arakawa S., Fujitani K., Yamaguchi H., Mizuta T., Kanaseki T., Komatsu M., Otsu K., Tsujimoto Y., & Shimizu S. (2009) Discovery of Atg5/Atg7-independent alternative macroautophagy. Nature. 461, 654–658
5. Shimizu S., Kanaseki T., Mizushima N., Mizuta T., Arakawa-Kobayashi S., Thompson C. B., & Tsujimoto Y. (2004) Role of Bcl-2 family proteins in a non-apoptopic programmed cell death dependent on autophagy genes. Nat Cell Biol. 6, 1221–1228