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ゴルジ体の組織はプロテアソーム分解によって制御されている
Golgi organization is regulated by proteasomal degradation.
PMID: 31964869 PMCID: PMC6972958. DOI: 10.1038/s41467-019-14038-9.
抄録
ゴルジ体は、細胞の恒常性維持に不可欠な動的な小器官です。ゴルジ体の構造の乱れは、神経変性から癌に至るまで多くの疾患と関連しています。しかし、ストレス下でゴルジ体の分散がどのように制御されているのか、また、ゴルジ体の分散がどのような結果をもたらすのかについては、未だ不明な点が多い。ここでは、26Sプロテアソームがゴルジ膜の細胞質表面に結合し、ゴルジストレスに応答してゴルジ装置関連分解（GARD）とGM130の分解を促進することを実証している。GM130の分解は、p97/VCPと26Sプロテアソームに依存しており、ゴルジ体の分散に必要である。最後に、ゴルジ体恒常性の乱れが多発性骨髄腫の細胞死を誘導することをin vitroおよびin vivoで示し、この悪性腫瘍の治療法を提供することを示しました。以上の結果から、ゴルジ局在化したプロテアソーム分解のメカニズムが明らかになり、プロテオスタシス制御とゴルジ構造の機能的な関連性が明らかになり、分泌関連の様々な病態に重要な役割を果たしている可能性がある。
The Golgi is a dynamic organelle whose correct assembly is crucial for cellular homeostasis. Perturbations in Golgi structure are associated with numerous disorders from neurodegeneration to cancer. However, whether and how dispersal of the Golgi apparatus is actively regulated under stress, and the consequences of Golgi dispersal, remain unknown. Here we demonstrate that 26S proteasomes are associated with the cytosolic surface of Golgi membranes to facilitate Golgi Apparatus-Related Degradation (GARD) and degradation of GM130 in response to Golgi stress. The degradation of GM130 is dependent on p97/VCP and 26S proteasomes, and required for Golgi dispersal. Finally, we show that perturbation of Golgi homeostasis induces cell death of multiple myeloma in vitro and in vivo, offering a therapeutic strategy for this malignancy. Taken together, this work reveals a mechanism of Golgi-localized proteasomal degradation, providing a functional link between proteostasis control and Golgi architecture, which may be critical in various secretion-related pathologies.