オートファジー必須因子Atg8変異体を用いたオートファゴソーム形成系の開発

• Project/Area Number: 20K06637
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44010:Cell biology-related
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 山崎 章徳 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (80623884)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2022-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2021)
• Budget Amount: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2021: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2020: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: オートファジー / オートファゴソーム / Atg8 / 選択的オートファジー / バルクオートファジー / 蛋白質分解

Outline of Research at the Start

本研究は、Atg8とオートファゴソーム形成因子との結合がオートファゴソーム形成に及ぼす影響を理解し、Atg8結合蛋白質と結合できないAtg8変異体を用いたオートファゴソーム形成系の開発を試みる。このオートファゴソームを単離し内容物を解析することで、受容体を介さないカーゴの取り込みがAtg8に依存しているのかどうか、あるいは他のオートファゴソームへの取り込みを規定する因子の同定を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、Atg8とオートファゴソーム形成因子との結合がオートファゴソーム形成に及ぼす影響を理解し、Atg8結合蛋白質と結合できないAtg8変異体を用いたオートファゴソーム形成系の開発を試みる。このオートファゴソームを単離し内容物を解析することで、受容体を介さないカーゴの取り込みがAtg8に依存しているのかどうか、あるいは他のオートファゴソームへの取り込みを規定する因子の同定を目指している。
前年度に引き続き、Atg8変異体としてF104A変異体とF104A/Y106A変異体を用いて解析を行った。液胞リパーゼであるAtg15の欠損をこれら細胞に加えることで、オートファゴソームと液胞の融合後に、液胞内に形成されるオートファジックボディが分解を免れて蓄積するかを観察した。すると、野生型細胞と同様にAtg8変異体でも融合したオートファゴソームの蓄積が観察され、液胞の精製も可能であることが明らかとなった。そこでこのAtg15欠損細胞を用いてオートファジックボディが蓄積した液胞を精製し、液胞内容物を質量分析法により解析することにより、Atg8の野生型および変異体がそれぞれ形成するオートファゴソーム特異的なカーゴの同定に成功した。今後はこれらカーゴについて解析することで、バルクオートファジー特異的なカーゴと選択的オートファジー特異的なカーゴの分類が可能となり、オートファゴソームへのカーゴの取り込みにおけるAtg8の寄与についての知見が深まることが期待される。

Research Products

• [Journal Article] Phosphorylation by casein kinase 2 enhances the interaction between ER‐phagy receptor TEX264 and ATG8 proteins (2022)
  • Author(s): Chino Haruka、Yamasaki Akinori、Ode Koji L、Ueda Hiroki R、Noda Nobuo N、Mizushima Noboru
  • Journal Title: EMBO reports Volume: - Issue: 6
  • DOI: 10.15252/embr.202254801
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Development of new tools to study lipidated mammalian ATG8 (2021)
  • Author(s): Park Sang-Won、Jeon Pureum、Yamasaki Akinori、Lee Hye Eun、Mun Ji Young、Jun Yong-Woo、Park Ju-Hui、Lee Seung-Hwan、Lee Soo-Kyeong、Song Hyun Kyu、Lee You-Kyung、Lazarou Michael、Cho Dong-Hyung、Komatsu Masaaki、Noda Nobuo、Jang Deok-Jin、Lee Jin-A
  • Journal Title: Research Square (preprint) Volume: -
  • DOI: 10.21203/rs.3.rs-221701/v1
  • Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Super-assembly of ER-phagy receptor Atg40 induces local ER remodeling at contacts with forming autophagosomal membranes (2020)
  • Author(s): Mochida Keisuke、Yamasaki Akinori、Matoba Kazuaki、Kirisako Hiromi、Noda Nobuo N.、Nakatogawa Hitoshi
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 11, 3306 Issue: 1 Pages: 3306-3306
  • DOI: 10.1038/s41467-020-17163-y
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Mitotic phosphorylation of the ULK complex regulates cell cycle progression (2020)
  • Author(s): Yamasaki Akinori、Jin Yui、Ohsumi Yoshinori
  • Journal Title: PLOS Biology Volume: 18 Issue: 6 Pages: e3000718-e3000718
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.3000718
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] カーゴの流動性が選択的オートファジーでの分解を左右する (2021)
  • Author(s): 山崎章徳
  • Organizer: 日本細胞生物学会
  • Invited
• [Remarks] オートファジーによる小胞体分解の分子メカニズムを解明
  • URL: https://www.titech.ac.jp/news/2020/047416.html