ゴルジ体における分泌タンパク質リン酸化が高品質な乳の形成を支える仕組みを解明（New Study Reveals How Secretory Protein Phosphorylation in Golgi Ensures High-Quality Milk）

2026-07-16

2026-07-14 中国科学院（CAS）

中国科学院生物物理研究所の研究チームは、母乳の栄養価を高める重要な仕組みを明らかにした。母乳にはカルシウムの吸収や赤ちゃんの成長を助けるリン酸化タンパク質が含まれており、その働きには「Fam20C」という酵素が欠かせない。研究では、Fam20Cが「Fam20A」と結合してゴルジ体に長くとどまることで、多くの母乳タンパク質を効率よくリン酸化できることを発見した。また、「ERGIC2」と「ERGIC3」というタンパク質が、この酵素複合体を小胞体からゴルジ体へ運ぶ役割を担っていることも判明した。これらの遺伝子を欠くマウスでは、母乳中の主要タンパク質であるβ-カゼインのリン酸化が減少し、母乳の栄養価が低下した結果、授乳された子どもの成長も悪くなった。この成果は、母乳の品質が細胞内でどのように維持されるかを解明したものであり、将来的には乳製品の品質向上や、より栄養価の高い人工乳の開発につながることが期待される。

A model of how cargo receptor ERGIC2-ERGIC3 mediates Golgi localization of Fam20A-Fam20C kinase complex during lactation (Image by WANG Lei’s group)

＜関連情報＞

受容体を介したFam20キナーゼのゴルジ体保持は、授乳期における分泌タンパク質のリン酸化を調節する
Receptor-mediated Golgi retention of Fam20 kinases tunes secretome phosphorylation during lactation

Xiaotong Yang,Jueyin He,Xiulan Chen,Xi’e Wang,Chenyun Hu,Xuqian Zhao,Xinxin Chen,Jiaojiao Yu,Ping Liu,Jifeng Wang,Xi Wang,Junjie Hu,Mei Ding,Fuquan Yang,Chih-chen Wang,Lei Wang
Journal of Cell Biology Published:July 13 2026
DOI:https://doi.org/10.1083/jcb.202507107

Fam20C, the first protein kinase identified in the secretory pathway, governs the majority phosphorylation of the secretome. Although Fam20C has a high propensity for secretion, its kinase activity occurs intracellularly. How Fam20C clients are phosphorylated inside cells remains elusive. Here, we demonstrate that the pseudokinase Fam20A forms a heterocomplex with Fam20C on the Golgi membrane, anchoring the cleaved, mature form of Fam20C within the Golgi. Their Golgi localization is promoted by a set of cargo receptors ERGIC2 and ERGIC3, which drive the ER-to-Golgi transport of Fam20A-Fam20C. Importantly, both ERGIC2 and ERGIC3 are upregulated in the mammary gland during lactation, and Ergic2 or Ergic3 knockout mice display global changes in secretome phosphorylation, less phosphorylated β-casein in milk, and deficiency in offspring growth. Our findings uncover a previously unrecognized mechanism for the spatiotemporal regulation of Fam20 kinases, crucial for efficient phosphorylation of secretory proteins during lactation.