これまでプロテアソームによるタンパク質分解はユビキチン化反応が律速であり、ユビキチン化されれば一義的にプロテアソームで分解されると考えられてきた。しかし近年、ユビキチンデコーダー（情報解読）分子群による基質選別機構やアクセサリー分子群によるプロテアソーム活性の巧妙な制御機構が存在することが明らかとなり、プロテアソーム研究は新時代を迎えている。本研究では、「プロテアソームを中心としたタンパク質分解の分子ネットワークマップ」を作出し、さらに「種々のストレスや細胞分化に伴うプロテアソーム分解ネットワークの変動」を解析することでプロテアソームによるタンパク質分解の統合的理解に挑戦する。
本年度は以下の成果が得られた。
１．プロテアソームを中心とした分子ネットワークマップの作出：これまで約30種類のプロテアソーム結合分子を同定しているが、本年度は２価性クロスリンカーDSSOを用いたクロスリンクIP/MS解析に着手し、プロテアソームと各結合分子の直接の相互作用部位を決定することに成功した。
２．種々のストレスに伴うプロテアソーム分解ネットワークの変動：高浸透圧ストレス刺激に応答してプロテアソームが核内で液－液相分離しタンパク質分解のための液滴を形成することをNature誌に発表した。また、ATP枯渇時に形成するプロテアソーム液滴についても形成機構の一部を解明した。
３．ES細胞特異的プロテアソーム結合分子の解析：内在性のプロテアソームサブユニット遺伝子にEGFP-3xFLAGタグ配列をノックインしたマウスES細胞をin vitroで分化させ、IP/MS解析により両者のプロテアソーム結合分子を網羅的に比較したところ、分化後に減少する分子（UCHL5など）、増加する分子（KIAA0368など）が同定され、分化に伴うプロテアソームの変化が示唆された。