オートファジーによるポリグルタミンタンパク質の分解

• Project/Area Number: 20023018
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 吉森 保 Osaka University, 微生物病研究所, 教授 (60191649)
• Project Period (FY): 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000); Fiscal Year 2008: ¥3,800,000 (Direct Cost: ¥3,800,000)
• Keywords: ポリグルタミン病 / 異常伸張ポリグルタミン鎖 / オートファジー / CCT / p62 / 凝集

Research Abstract

ポリグルタミン病などの異常タンパク質蓄積が原因となる疾患においては、細胞による当該タンパク質の分解が発症抑止に極めて重要である。細胞内のユビキチン・プロテアソーム系がそのような異常タンパク質の分解にあたることはよく知られているが、それと並ぶ細胞内分解系であるオートファジーも、異常伸張ポリグルタミン鎖含有タンパク質(PolyQ)の凝集塊を分解するという報告が近年相次いだ。PolyQはプロテアソーム活性を阻害すると言われており、PolyQ分解におけるオートファジーの重要性が注目される。そのような状況下で我々は、PolyQが凝集する以前の可溶性の段階でオートファジーを強く誘導することを見いだした。疾患を起こさない短いポリグルタミン鎖を含むタンパク質は全く誘導を起こさない。本研究は、オートファジーがどのようにしてPolyQの出現を特異的に感知し分解するのかその分子メカニズムに迫ることを目的とする。
平成20年度は、PolyQへの結合が報告されているシャペロンCCTについてノックダウン実験を行ったが、PolyQによるオートファジー誘導は阻害されず、CCTはオートファジー誘導因子ではないと結論した。また別の誘導因子候補p62については、そのノックアウト細胞においてPolyQの発現をオンオフできる系を用いて解析を行っているが、明白な結果を得るに至っていない。凝集までに時間がかかるチオレドキシン融合PolyQを大腸菌で合成させ精製し、種々の時間イジキュベートしてから細胞に注入しどれが最もよくオートファジーを誘導するかを調べると同時に,各時間のpolyQコンフォメーションを円偏光2色性測定で解析したが、今のところインキュベート時間により誘導能に差が見られずさらなる解析を行っている。

Research Products

• [Journal Article] The Atg16L Complex Specifies the Site of LC3 Lipidation for Membrane Biogenesis in Autophagy (2008)
  • Author(s): Fujita N, Itoh T, Fukuda M, Noda T, Yoshimori T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell 19 Pages: 2092-2100
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynein-dependent Movement of Autophagosomes Mediates Efficient Encounters with Lysosomes (2008)
  • Author(s): Kimura S, Noda T, Yoshimori T.
  • Journal Title: Cell Struct Funct 33 Pages: 109-122
  • NAID: 130004137532
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Funptional Analysis bf α5β1 Integrin and Lipid Rafts in Invasion of Epithelial Cells by Porphyromonas gingivalis using Fluorescent Beads Coated with Bacterial Membrane Vesicle (2008)
  • Author(s): Tsuda K, Furuta N, Inaba H, Kawai S, Hanada K, Yoshimori T. Amano A.
  • Journal Title: Cell Struct Funct 33 Pages: 123-132
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Golgi-resident small GTPase Rab33B interacts with Atg16L and modulates autophagosome formation (2008)
  • Author(s): Itoh T, Fujita N, Kanno E, Yamamoto A. Yoshimori T, Fukuda M.
  • Journal Title: Mol Biol Cell 19 Pages: 2916-2925
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ubc4/5 and c-Cb1 Continue to Ubiquitinate EGF Receptor after Internalization to Facilitate Polyubiquitination and Degradation (2008)
  • Author(s): Umebayashi K, Stenmark H, Yoshimori T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell 19 Pages: 3454-3462
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Autophagic control of listeria through intracellular innate immune recognition in drosophila (2008)
  • Author(s): Yano T, Mita S, Ohmori H, Oshima Y, Fujimoto Y, Ueda R, Takada H, Goldman WE, Fukase K, Silverman N. Yoshimori T. Kurata S.
  • Journal Title: Nat Immunol 9 Pages: 908-916
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Atg4B Mutant Hampers the Lipidation of LC3 Paralogues and Causes Defects in Autophagosome Closure (2008)
  • Author(s): Fujita N, Hayashi M, Fukumoto H, Omori H, Yamamoto A, Noda T. Yoshimori T.
  • Journal Title: Mol Biol Cell 19 Pages: 4651-4659
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] DAP-kinase is a mediator of endoplasmic reticulum stress-induced caspase activation and autophagic cell death (2008)
  • Author(s): Gozuacik D, Bialik S, Raveh T, Mitou G, Shohat G, Sabanay H, Mizushima N, Yoshimori T. Kimchi A.
  • Journal Title: Cell Death Differ 15 Pages: 1875-1886
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Loss of the autophagy protein Atg16L1 enhances endotoxin-induced IL-1 beta production (2008)
  • Author(s): Saitoh T, Fujita N, Jang MH, Uematsu S, Yang BG, Satoh T, Omori H, Noda T, Yamamoto N, Komatsu M, Tanaka K, Kawai T, Tsuiimura T, Takeuchi O, Yoshimori T. Akira S. (*These authors contributed equally to this work.)
  • Journal Title: Nature 456 Pages: 264-268
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Nucleotide-Dependent Conformational Changes and Assembly of the AAA ATPase SKD1/VPS4B (2008)
  • Author(s): Inoue M, Kamikubo H, Kataoka M, Kato R, Yoshimori T. Wakatsuki S, Kawasaki M.
  • Journal Title: Traffic 9 Pages: 2180-2189
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Autophagy as a cellular defense system against pathogens and unfolding proteins (2008)
  • Author(s): 吉森保
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会 第81回日本生化学会大会合同大会BMB2008
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル
  • Year and Date: 2008-12-11
• [Presentation] Molecular machinery of autophagy and its role in diseases (2008)
  • Author(s): 吉森保
  • Organizer: 11^<th> Western Pacific Congress on Chemotherapy and Infectious Diseases(11^<th> WPCCID)
  • Place of Presentation: Taipei International Convention Center, Taiwan
  • Year and Date: 2008-12-01
• [Presentation] Mechanistic Insight into LC3 Lipidation for Membrane Biogenesis in Autophagy (2008)
  • Author(s): 吉森保
  • Organizer: Massachusetts General Hospital's Center for the Study of Inflammatory Bowel Disease 18^<th> Annual Workshop
  • Place of Presentation: Massachusetts General Hospital, U.S.A.
  • Year and Date: 2008-11-14
• [Presentation] Autophagy : Molecular Machinery and Role in Cellular Defense (2008)
  • Author(s): 吉森保
  • Organizer: 2008 Annual International Conference In Comme moration of the 60^<th> KSMBMB Anniversary
  • Place of Presentation: ソウル教育文化会館韓国
  • Year and Date: 2008-10-31
• [Book] 分子細胞生物学辞典(第2版) (2008)
  • Author(s): 吉森保
  • Publisher: (株)東京化学同人
• [Remarks]
  • URL: http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/act_yoshimori.php