GGCX膜トポロジー反転による細胞質たんぱく質カルボキシル修飾の発見

～ビタミンKが抗ウイルス防御に働く新たな仕組みを同定～

2025（令和7）年7月4日
北海道大学
東京大学
科学技術振興機構（JST）

発表のポイント

ビタミンK依存酵素GGCXによる細胞質たんぱく質のカルボキシル化を新たに発見。
GGCXが膜トポロジーを反転することで細胞内での酵素機能を獲得する新たな制御機構を解明。
新たに見出されたビタミンKの抗ウイルス作用に基づいた感染症治療への応用に期待。

北海道大学 遺伝子病制御研究所の岡崎 朋彦 准教授、東京大学 大学院薬学系研究科の野崎 啓史 大学院生（研究当時）及び後藤 由季子 教授らの研究グループは、理化学研究所 統合生命医科学研究センターとの共同研究により、抗ウイルス応答の鍵となるたんぱく質MAVS（ミトコンドリア抗ウイルスシグナル伝達たんぱく質）が、細胞質においてビタミンK依存性のカルボキシル化（特定のアミノ酸にカルボキシル基［–COOH］が付加される修飾）を受けることを明らかにしました。
従来、カルボキシル化は小胞体内腔、または細胞外のたんぱく質に限定された修飾とされてきましたが、本研究では小胞体膜貫通酵素GGCX（γ-グルタミルカルボキシラーゼ）が膜トポロジーを反転させることで、細胞質側でMAVSのカルボキシル化を可能にするという、新たな分子機構を発見しました。この修飾は、MAVSがインターフェロン応答を強化し、ウイルスごと自殺するアポトーシスを抑制する「スイッチ」として機能し、ウイルス感染に対する細胞の防御力を高めることが示されました。さらに、ビタミンKの欠乏や、GGCXを阻害する抗凝固薬ワルファリンの投与によって、マウスのウイルス感受性が上昇することが確認され、ビタミンKの栄養状態と抗ウイルス免疫の関連性が新たに明らかになりました。
なお、本研究成果は、日本時間2025年7月4日（金）公開の「Science」誌に掲載されました。
本研究は以下の支援により実施されました。
日本学術振興会（JSPS） 科研費（JP16K19149、JP18K07168、JP21K07064、JP24K02172、JP24K22007）、科学技術振興機構（JST） 創発的研究支援事業「抗ウイルス防御における細胞内カルボキシル化修飾の包括的理解（JPMJFR204Q）」、化血研 若手研究奨励助成、タカノ農芸化学研究助成、三菱財団 自然科学研究助成、セコム科学技術振興財団 挑戦的研究助成、内藤記念次世代育成支援研究助成、アステラス病態代謝研究会 研究助成、ノーステックタレント補助金、北大機能強化事業「新たな学際領域を生み出す異分野融合研究拠点をコアにした若手研究者育成」（岡崎朋彦）
日本学術振興会（JSPS） 科研費（JP15H05773、JP16H06481、JP16H06479、JP16H06279、JP22H00431、JP22H04925（PAGS）、JP24H02322）、日本医療研究開発機構（AMED） 革新的先端研究開発支援事業（JP18gm0610013、JP24gm1310004）、長瀬科学技術振興財団（後藤由季子）

＜プレスリリース資料＞

本文　PDF（784KB）

＜論文タイトル＞

“Membrane topology inversion of GGCX mediates cytoplasmic carboxylation for antiviral defense”

DOI：10.1126/science.adk9967

問い合わせ先

＜研究に関すること＞

岡崎 朋彦（オカザキ トモヒコ）
北海道大学 遺伝子病制御研究所 分子細胞生物研究室
北海道大学 大学院生命科学院 准教授
Tel：011-706-5525　Fax：011-706-5522
E-mail：okazaki
igm.hokudai.ac.jp
後藤 由季子（ゴトウ ユキコ）
東京大学 大学院薬学系研究科 分子生物学教室
東京大学 ニューロインテリジェンス国際研究機構 教授
Tel：03-5841-4870　Fax：03-5841-4879
E-mail：ygotoh
mol.f.u-tokyo.ac.jp

＜JST事業に関すること＞

東出 学信（ヒガシデ タカノブ）
科学技術振興機構 創発的研究推進部
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel：03-5214-7276　Fax：03-6268-9413
E-mail：souhatsu-inquiry
jst.go.jp

＜報道担当＞

北海道大学 社会共創部 広報課
〒060-0808 北海道札幌市北区北8条西5丁目
Tel：011-706-2610　Fax：011-706-2092
E-mail：jp-press
general.hokudai.ac.jp
東京大学 大学院薬学系研究科 庶務チーム
〒113-0033 東京都文京区本郷3丁目7-1
Tel：03-5841-4702
E-mail：shomu
mol.f.u-tokyo.ac.jp
科学技術振興機構 広報課
〒102-8666 東京都千代田区四番町5番地3
Tel：03-5214-8404　Fax：03-5214-8432
E-mail：jstkoho
jst.go.jp