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Why nuclei are not degraded by autophagy?-Lessons from fungal studies

Research Project

Project/Area Number 20K05783
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Arioka Manabu  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 准教授 (20242159)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywords核 / オートファジー / 液胞 / 麹菌 / ヒストンH2B-EGFP / プロテアーゼ / オートファゴソーム / 液胞プロテアーゼ / Ypt7 / Atg15 / Atg8-interacting motif / 分化
Outline of Research at the Start

本研究では、まずヌクレオファジーに関わる受容体の探索を行い、得られた候補についてその機能解析を行うとともに、併行してヒストン以外の核成分の分解の確認、ヌクレオファジーが特異的に誘導される条件の探索、多核である他の糸状菌でのヌクレオファジーの観察等を行う。また、オートファゴソームの分解に関わる出芽酵母ATG15の麹菌オルソログであるAoatg15の破壊株を用いて液胞内に蓄積した核の形態や性状を解析する。

Outline of Final Research Achievements

From the screening of TAP-AoAtg8-binding proteins, 6 proteins were selected as candidates of organelle receptors for nucleophagy. We named this protein NprA (Nucleophagy receptor A) because the degradation of histone H2B-EGFP upon starvation was inhibited in a mutant deleted for the gene encoding one of the 6 candidates. To visualize degradation of nuclei by autophagy, Aoypt7- and Aoatg15-disrupted strains were generated and observed by fluorescence and electron microscopies. In addition, analysis of the roles of vacuolar proteases PepE and AoPrb1 was conducted, which demonstrated that they play distinct roles during autophagy in Aspergillus oryzae compared to Saccharomyces cerevisiae.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

核全体が分解されるヌクレオファジーとしてはテトラヒメナ大核の分解、イネいもち病菌の付着器内の核の分解が知られている。また、植物病原菌Fusarium oxysporumでは菌糸融合の際に一方の菌糸からもう一方の菌糸に核が侵入するが、その際侵入を受けた細胞の核が分解される。後2者は糸状菌であるが、いずれも単核の生物であり、またそこに関わる受容体は未同定である。多核の細胞におけるヌクレオファジーの機構は未解明であり、また特定の機能を持った特殊な細胞ではなく、通常の栄養細胞においてヌクレオファジーが起こるという点で本研究の成果は非常にユニークであると考えられる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] Differential biosynthesis and roles of two ferrichrome-type siderophores, ASP2397/AS2488053 and ferricrocin, in Acremonium persicinum.2022

    • Author(s)
      Yoshiki Asai, Tomoshige Hiratsuka, Miyu Ueda, Yumi Kawamura, Shumpei Asamizu, Hiroyasu Onaka, Manabu Arioka, Shinichi Nishimura, and Minoru Yoshida
    • Journal Title

      ACS Chem. Biol.

      Volume: 17 Issue: 1 Pages: 207-216

    • DOI

      10.1021/acschembio.1c00867

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagy deficiency boosts the production of kojic acid in the filamentous fungus <i>Aspergillus oryzae</i>2021

    • Author(s)
      Chen Junlin、Arioka Manabu
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 85 Issue: 12 Pages: 2429-2433

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab175

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 麹菌Aspergillus oryzaeにおける核を丸ごと分解するヌクレオファジーの分子機構の解析2023

    • Author(s)
      橋本 真宇、山口 誉登、木村 聡、有岡 学
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌Aspergillus oryzaeのクラスVI GPCRはRGSドメインを介したGタンパク質の不活性化を通じて菌核形成を負に制御する2023

    • Author(s)
      坂元 勇月、金 東珉、有岡 学
    • Organizer
      日本農芸化学会2023年度大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌における核を丸ごと分解するヌクレオファジーの分子機構の解析2022

    • Author(s)
      橋本 真宇、黄梅 昌朗、有岡 学
    • Organizer
      第21回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 麹菌Aspergillus oryzaeにおけるオートファジーを介した核分解の分子機構の解析2022

    • Author(s)
      藤田 純佳、橋本 真宇、吉田 稔、有岡 学
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 糸状菌由来分泌型ホスホリパーゼA2の構造および機能解析2022

    • Author(s)
      川合 杏奈、宮川 拓也、田之倉 優、吉田 稔、有岡 学
    • Organizer
      日本農芸化学会2022年度大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] G protein-coupled receptors GprK and GprR regulate sclerotia formation through their GTPase-activating activity in Aspergillus oryzae2021

    • Author(s)
      Kim, D. M. and Arioka, M.
    • Organizer
      第20回糸状菌分子生物学コンファレンス
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 麹菌Aspergillus oryzaeのヌクレオファジーにおけるオートファジー関連遺伝子Aoatg8とAoatg15の機能解析2021

    • Author(s)
      黄梅 昌朗,藤田 純佳,吉田 稔,有岡 学
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Identification and characterization of proteins involved in nucleophagy in Aspergillus oryzae2021

    • Author(s)
      Junfeng Peng, Minoru Yoshida, Manabu Arioka
    • Organizer
      日本農芸化学会2021年度大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 麹菌Aspergillus oryzaeのヌクレオファジーにおけるAoAtg15の機能解析2020

    • Author(s)
      黄梅 昌朗, 吉田 稔, 有岡 学
    • Organizer
      第20回東京大学生命科学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis on the role of proteins involved in the process of nucleophagy in the filamentous fungus Aspergillus oryzae2020

    • Author(s)
      Junfeng Peng, Minoru Yoshida, Manabu Arioka
    • Organizer
      第20回東京大学生命科学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Analysis on the role of proteins involved in the process of nucleophagy in Aspergillus oryzae2020

    • Author(s)
      Junfeng Peng, Manabu Arioka
    • Organizer
      第8回糸状菌若手ワークショップ
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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