タンパク質品質管理に関わる小胞体内の新区画を発見

～糖尿病、ALS、アルツハイマー症などに対峙する革新的治療法開発に光～

2025年11月12日 10:00

研究者情報

〇東北大学学際科学フロンティア研究所
准教授（国際卓越PI） 奥村正樹
研究室ウェブサイト

発表のポイント

小胞体内に存在し、不良タンパク質の凝集を抑制するなどの機能をもつプロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）ファミリーの中から、カルシウム依存的に相分離する因子PDIA6を発見しました。
相分離したPDIA6はその中で未成熟インスリンの凝集を抑制しつつ、立体構造形成を促進し、成熟インスリンの効率的な生産に不可欠な役割を果たしていることが明らかとなりました。
本機構の破綻が引き起こす種々の疾病の成因解明につながると期待されます。

発表概要

細胞内におけるタンパク質品質管理の破綻は多くの疾患を引き起こします。東北大学学際科学フロンティア研究所、大学院生命科学研究科（兼務）の奥村正樹准教授（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）^（注1）らの研究グループは、日韓英の17研究グループによる国際共同研究により、小胞体^（注2）内に局在しカルシウム依存的に相分離^（注3）するPDIA6が、その区画内での未成熟インスリンの凝集形成を抑える役割を果たしていることを見いだしました。この発見は、これまで一様と考えられてきた小胞体内が区画化されているという概念変革を与えるものです。
PDIA6の相分離によるタンパク質品質管理機構に対する理解が深まったことで、筋萎縮性側索硬化症（ALS）や糖尿病などの成因解明や、革新的治療法開発の加速が期待されます。
本成果は、2025年11月11日にNature Cell Biologyのオンライン速報版で公開されました。



図1. カルシウム依存的なPDIA6の集合化（相分離）
上図：試験管内実験によるPDIA6の「相分離」現象の発見：PDIA6溶液へのカルシウムの添加によって集合体（液滴）を形成。
下図：細胞内小器官のひとつである小胞体内で観測されたPDIA6の液滴：PDIA6が単体だけでなく集合体としても存在することを世界で初めて発見。

用語解説

注1.准教授（国際卓越研究者：ディスティングイッシュトアソシエイトプ ロフェッサー） 国際的に卓越した研究成果を創出する研究者として、国際卓越研究大学の認定後に採用された独立研究者（PI：Principal Investigator）を指す。
注2.小胞体 細胞内小器官のひとつであり、分泌タンパク質や膜タンパク質が合成され　る。この区画で、分泌タンパク質は酵素依存的に糖鎖修飾やジスルフィド結合（注6）形成を受ける。小胞体内は他の細胞内小器官に比べ、カルシウム濃度が約1000倍程度高いことも知られる。
注3.相分離 細胞内でタンパク質や核酸などの生体分子が特定の条件下で互いに集まり、　液滴（ドロプレット）などの膜を持たない高次会合体を作る現象。この液滴は、溶液の性質を示しながら、細胞内で特定の機能を担う「膜のない細胞内小器官」のように機能すると考えられており、遺伝子発現の制御、シグナル伝達、タンパク質品質管理など、様々な生命現象を制御する役割を果たす。

論文情報

タイトル：Ca²⁺-driven PDIA6 biomolecular condensation ensures proinsulin folding
著者： *#Young-Ho Lee, *#Tomohide Saio, #Mai Watabe, #Motonori Matsusaki, #Shingo Kanemura, #Yuxi Lin, #Taro Mannen, #Tsubura Kuramochi, #Yuka Kamada, Katsuya Iuchi, Michiko Tajiri, Kotono Suzuki, Yan Li, Yunseok Heo, Kotone Ishii, Kenta Arai, Kazunori Ban, Mayuko Hashimoto, Shuichiro Oshita, Satoshi Ninagawa, Yoshikazu Hattori, Hiroyuki Kumeta, Airu Takeuchi, Shinji Kajimoto, Hiroya Abe, Eiichiro Mori, Takahiro Muraoka, Takakazu Nakabayashi, Satoko Akashi, Tsukasa Okiyoneda, Michele Vendruscolo, Kenji Inaba, and *Masaki Okumura.
*責任著者：東北大学 学際科学フロンティア研究所（兼）大学院生命科学研究科 動的構造生化学分野　准教授
（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）　奥村　正樹
掲載誌：Nature Cell Biology
DOI：10.1038/s41556-025-01794-8
URL:https://www.nature.com/articles/s41556-025-01794-8

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関すること）
東北大学学際科学フロンティア研究所
大学院生命科学研究科 動的構造生化学分野（兼)
准教授（国際卓越研究者 ：ディスティングイッシュトアソシエイトプロフェッサー）
奥村　正樹
TEL:022-795-5764
Email: okmasaki*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）
（報道に関すること）
東北大学学際科学フロンティア研究所　企画部
特任准教授　上野　裕
TEL: 022-795-4353
Email: hiroshi.ueno.d5*tohoku.ac.jp（*を@に置き換えてください）






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