研究概要

細胞の極性は細胞内の極性を持つ輸送（極性輸送）に依存する。上皮の頂上（アピカル）面への極性輸送に重要なGTP結合タンパクRab8等の欠損マウスでは頂上面に局在する異なる分子が異なる部位に蓄積した。そこで本研究では、哺乳類上皮細胞（細胞株及び小腸初代培養）で、頂上面に向かう異なる分子（GPIアンカー型タンパク質や糖タンパク質）が、計画班員の後藤らがハエで観察したように細胞小器官内で異なる選別輸送ゾーンを通るか否かを、遺伝子ノックイン法と超解像顕微鏡・電子顕微鏡を用いて観察する（右図）。具体的には、分担研究者の木下、西野と協力し、

(1) 糖修飾酵素やGPI合成酵素の局在する選別輸送ゾーンがゴルジ体等の一部に局在するか観察する

(2) 頂上面に向かう糖タンパク質やGPIタンパク質が上記の酵素の局在する選別輸送ゾーンを通過するか観察する

(3) Rab8等の欠損マウス等、頂上面への輸送に異常を来すマウスで選別輸送ゾーンが（どう）変化するか観察する

(4) 選別輸送ゾーンが何によって構成されるか、BioIDなどを用いてゾーンを構成するタンパク質を同定する

といった解析を行う。

また最近当研究室によって、頂上面に向かう小胞の出芽にはRab8等が局在するリサイクリングエンドソームが重要なことが示唆されたため、小胞の輸送先（頂上面か側底面か）によってリサイクリングエンドソームや小胞の出芽部位（ゾーン）が異なるか否かについての解析も行う。

代表的な原著論文

1. Sato, T., Mushiake, S., Kato, Y., Sato, K., Sato, M., Takeda, N., Ozono, K., Miki, K., Kubo, Y., Tsuji, A., Harada, R., and Harada, A. (2007) The Rab8 GTPase regulates apical protein localization in intestinal cells. Nature 448, 366-369
2. Yamamoto, K., Sato, T., Matsui, T., Sato, M., Okada, T., Yoshida, H., Harada, A., and Mori, K. Transcriptional induction of mammalian ER quality control proteins is mediated by single or combined action of ATF6α and XBP1 Dev Cell 13, 365-376
3. Uemura, T., Sato, T., Aoki, T., Yamamoto, A., Okada, T., Hirai, R., Harada, R., Mori, K., Tagaya, M., and Harada, A. (2009) p31 deficiency influences endoplasmic reticulum tubular morphology and cell survival. Mol Cell Biol. 29: 1869-1881
4. Hashimoto, Y., Muramatsu, K., Kunii, M., Yoshimura, S., Yamada, M., Sato, T., Ishida, Y., Harada, R., and Harada, A. (2012) Uncovering genes required for neuronal morphology by morphology-based gene trap screening with a revertible retrovirus vector. FASEB J 26, 4662-4674
5. D’Angelo, G., Uemura, T., Chuang, C-C., Polishchuk, E., Santoro, M., Ohvo-Rekila, H., Sato, T., Di Tullio, G., Varriale, A., D’Auria, S., Daniele, T., Capuani, F., Johannes, L., Mattjus, P., Monti, M., Pucci, P., Williams, RL., Burke, JE., Platt, FM., Harada, A., and De Matteis, MA. (2013) Vesicular and non-vesicular transport feed distinct glycosylation pathways in the Golgi. Nature 501, 116-120
6. Sato, T., Iwano, T., Kunii, M., Matsuda, S., Mizuguchi, R., Jung, Y., Hagiwara, H., Yoshihara, Y., Yuzaki, M., Harada, R., and Harada, A. (2014) Rab8a and Rab8b are essential for several apical transport pathways but insufficient for ciliogenesis. J Cell Sci 127, 422-431
7. Nakajo, A., Yoshimura, SI., Togawa, H., Kunii, M., Iwano, T., Izumi, A., Noguchi, Y., Watanabe, A., Goto, A., Sato, T., and Harada, A. (2016) EHBP1L1 coordinates Rab8 and Bin1 to regulate apical-directed transport in polarized epithelial cells. J Cell Biol 212, 297-306
8. Kunii, M., Ohara-Imaizumi, M., Takahashi, N., Kobayashi, M., Kawakami, R., Kondoh, Y., Shimizu, T., Simizu, S., Lin, B., Nunomura, K., Aoyagi, K., Ohno, M., Ohmuraya, M., Sato, T., Yoshimura, SI., Sato, K., Harada, R., Kim, YJ., Osada, H., Nemoto, T., Kasai, H., Kitamura, T., Nagamatsu, S., and Harada, A. (2016) Opposing roles for SNAP23 in secretion in exocrine and endocrine pancreatic cells. J Cell Biol 215, 121-138
9. Ishikawa, T., Toyama, T., Nakamura, Y., Tamada, K., Shimizu, H., Ninagawa, S., Okada, T., Kamei, Y., Ishikawa-Fujiwara, T., Todo, T., Aoyama, E., Takigawa, M., Harada, A., and Mori, K. (2017) UPR transducer BBF2H7 allows export of type II collagen in a cargo-and developmental stage–specific manner J Cell Biol. 216, 1761-1774 

総説

1. 原田彰宏　実験医学 21(14): 1965 -1970, 2003
2. 原田彰宏　蛋白質核酸酵素　53 (16): 2148-2152, 2008
3. Harada A. Molecular mechanism of polarized transport. J Biochem 147: 619-624; doi: 10.1093/jb/mvq027, (2010)