PubMedID 25905670 Journal Elife, 2015 Apr 23; [Epub ahead of print]
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Title The E3 ubiquitin ligase TRIM23 regulates adipocyte differentiation via stabilization of the adipogenic activator PPARγ.
Author Watanabe M, Takahashi H, ..., Tanaka K, Hatakeyama S
北海道大学大学院医学研究科生化学講座医化学分野  畠山鎮次研究室    渡部 昌     2015/05/06

TRIM23による脂肪細胞分化の制御
 私たちのユビキチンリガーゼTRIM23に関する論文の紹介です。
 私たちはユビキチンリガーゼTRIM23が脂肪細胞分化に必須であることを発見しました。
脂肪前駆細胞の分化誘導は下記の流れで進行することが知られています。
1) 早期転写因子群の発現が誘導される。
2) 早期転写因子群が早期転写複合体を形成し、後期転写因子群の発現を誘導する。
3) 後期転写因子群が早期転写複合体と入れ替わる形で後期転写複合体を形成し、標的遺伝子の発現を誘導する。
4) 標的遺伝子が脂肪細胞の成熟化を促す。

 TRIM23ノックダウン脂肪前駆細胞を詳しく解析したところ、下記のことを見出しました。
A) 上記1)2)までは正常であったものの、3)以下の進行が阻害されていたこと。
B) 早期転写複合体による後期転写因子PPARgの転写誘導は正常であったものの、PPARgのユビキチン依存性タンパク質分解が亢進していたこと。
(PPARgは繊維芽細胞に過剰発現させるだけで成熟脂肪細胞化を促すことのできる脂肪細胞分化のマスター因子です。)

 さらに、TRIM23によるPPARg安定化メカニズムについて、以下のことを見出しました。
C) TRIM23はPPARgのユビキチン化を促進し、In vitroではM1鎖、 K27鎖をPPARgに付加すること。
D) 細胞内でTRIM23存在下のユビキチン化PPARgはプロテアソームのユビキチン受容体の1つであるS5a/Rpn10との結合能が減少すること。

 以上より、TRIM23はM1鎖、K27鎖といった「非定型的な」ユビキチン鎖をPPARgに付加することにより、
プロテアソームによる分解から保護することで、脂肪細胞の分化を円滑に進行させる機能を持っていると考えられました。

 本研究は、PPARg応答配列を用いたルシフェラーゼアッセイによりPPARgの転写活性を制御するユビキチンリガーゼをスクリーニングし、転写活性を正に制御する因子としてTRIM23を同定したことから始まりました。
PPARgの有名な機能が脂肪細胞分化でしたので、細胞系で検討したところTRIM23が脂肪細胞分化に必須であることを見つけました。
TRIM23がPPARgの転写活性を制御することで脂肪細胞の分化を促進する、というストーリーで実験を進めて結構な時間が経ったある時、ふと、ルシフェラーゼアッセイのデータに違和感を覚え、ルシフェラーゼmRNAとルシフェラーゼタンパク質、ルシフェラーゼ活性を同時に測定してみました。
すると、TRIM23過剰発現によってルシフェラーゼmRNAに変化はみられず、ルシフェラーゼタンパク質と、その活性のみが著しく上昇するという眩暈を覚えるようなデータを得ました。
ルシフェラーゼタンパク質の安定性に影響はなかったため、ルシフェラーゼ自体の翻訳が促進しているものと思われました。
さらに悲しいことに、この翻訳促進効果は過剰発現でのみ起こり、脂肪細胞ノックダウンの系では起こらないことも分かり、完全にTRIM23による脂肪細胞分化メカニズムの研究は振り出しに戻ってしまったのです。

 その後、脂肪細胞分化の過程を丹念に洗い出すことによって、本論文の結論に到達することができた訳ですが、あのまま気づかずに進み、発表していたらと思うとゾッと致します(笑)。
 本論文の作成にとても長い時間をかけてしまいましたが、とても多くのことを学ばせてもらいました。
それぞれの実験から生じる結果についての様々な可能性(特にアーティファクト)を日頃から深く考察できていれば、もっと早く気づくことができたと思いますので、同じ間違いを繰り返さぬよう、日々精進していきたいと思っております。
次はもっと良い仕事ができるよう頑張りたいと思っております。
   
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