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隔離膜伸展におけるユビキチン様修飾システムの役割

Publicly Offered Research

Project AreaMultidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
Project/Area Number 16H01195
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鈴木 邦律  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20373194)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥9,100,000 (Direct Cost: ¥7,000,000、Indirect Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywordsオートファジー / オートファゴソーム / 出芽酵母 / Atgタンパク質 / 栄養飢餓 / オルガネラ / ユビキチン様システム / Atg4 / 隔離膜 / 細胞・組織 / タンパク質分解
Outline of Annual Research Achievements

ユビキチン様タンパク質Atg8(autophagy-related 8)は細胞内分解システムであるオートファジーに必須なタンパク質であり、オートファジーを担う中心的なオルガネラであるオートファゴソーム(AP)の形成に機能している。オートファジーのシステムは真核生物に広く保存されているが、申請者は分子生物学的・遺伝学的に多くの知見が蓄積されている出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeを用いてAP形成の根本となる分子機構の解明を進めている。Atg8は合成された後、Atg8のC末端の切断を担うペプチダーゼ/アミダーゼであるAtg4によって切断を受け、グリシンが露出したAtg8G116となる。Atg8G116はユビキチン様タンパク質修飾システムを介してリン脂質phosphatidylethanolamine(PE)と共有結合しAtg8-PEとなる。Atg8-PEは再びAtg4による切断を受けAtg8G116となって再利用される。このように、Atg4は二段階の切断を介してAP形成に関わっている。
APは中間構造体である隔離膜が伸展することにより形成される。最近になって、我々は自身の開発した隔離膜可視化法を使用して、隔離膜伸展にAtg4によるAtg8-PEの切断が必要であるという結果を得た(Hirata et al., 2017)。
平成29年度は、哺乳動物細胞Atg8-PEを切断することが知られているRavZタンパク質を出芽酵母内で発現させ、RavZタンパク質が出芽酵母Atg8-PEを切断しオートファジーを阻害することを明らかにした(未発表データ)。現在Atg4の活性中心変異体とRavZの融合タンパク質を作製し、Atg8-PE切断の制御機構を解析している。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2017 2016 Other

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Morphometric analysis of autophagy-related structures in Saccharomyces cerevisiae2017

    • Author(s)
      Kawaoka Tatsuya、Ohnuki Shinsuke、Ohya Yoshikazu、Suzuki Kuninori
    • Journal Title

      Autophagy

      Volume: 13 Issue: 12 Pages: 2104-2110

    • DOI

      10.1080/15548627.2017.1384888

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atg4 plays an important role in efficient expansion of autophagic isolation membranes by cleaving lipidated Atg8 in Saccharomyces cerevisiae2017

    • Author(s)
      Hirata Eri、Ohya Yoshikazu、Suzuki Kuninori
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 12 Issue: 7 Pages: e0181047-e0181047

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0181047

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Systematic analysis of Ca2+ homoeostasis in Saccharomyces cerevisiae based on chemical-genetic interaction profiles2017

    • Author(s)
      Farzan Ghanegolmohammadi, Mitsunori Yoshida, Shinsuke Ohnuki, Yuko Sukegawa, Hiroki Okada, Keisuke Obara, Akio Kihara, Kuninori Suzuki, Tetsuya Kojima, Nozomu Yachie, Dai Hirata, Yoshikazu Ohya
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 28 Issue: 23 Pages: 3415-3427

    • DOI

      10.1091/mbc.e17-04-0216

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Structural mechanisms of receptor-mediated selective autophagy of aggregated aminopeptidase I.2016

    • Author(s)
      Akinori Yamasaki, Yasunori Watanabe, Wakana Adachi, Kuninori Suzuki, Kazuaki Matoba, Hiromi Kirisako, Hiroyuki Kumeta, Hitoshi Nakatogawa, Yoshinori Ohsumi, Fuyuhiko Inagaki and Nobuo N. Noda
    • Journal Title

      Cell Reports

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 19-27

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2016.05.066

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Mechanisms of isolation membrane expansion in Saccharomyces cerevisiae.2017

    • Author(s)
      Kuninori Suzuki
    • Organizer
      The 8th International Symposium on Autophagy
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高速形態解析システムを用いた出芽酵母オートファジー変異体の解析2017

    • Author(s)
      河岡辰弥、大貫慎輔、大矢禎一、鈴木邦律
    • Organizer
      第50回酵母遺伝学フォーラム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Atg4を介した隔離膜伸展機構の解析2017

    • Author(s)
      平田恵理、鈴木邦律
    • Organizer
      第50回酵母遺伝学フォーラム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母におけるオートファゴソーム形成過程の包括的解析2017

    • Author(s)
      李楚寧、河岡辰弥、鈴木邦律
    • Organizer
      第50回酵母遺伝学フォーラム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 液胞内での膜オルガネラ分解に関わるAtg15の解析2017

    • Author(s)
      白井亨、児玉史人、鈴木邦律
    • Organizer
      第50回酵母遺伝学フォーラム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母を用いた蛍光試薬の染色対象オルガネラ同定法の開発2017

    • Author(s)
      緑川知輝、鈴木邦律
    • Organizer
      第50回酵母遺伝学フォーラム
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Atg4の局在解析を基盤とした隔離膜伸展メカニズムの解明2016

    • Author(s)
      平田恵理,鈴木邦律
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母オートファジーにおける隔離膜の高速形態解析2016

    • Author(s)
      河岡辰弥,鈴木邦律
    • Organizer
      第39回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Mechanisms of autophagic isolation membrane expansion in Saccharomyces cerevisiae2016

    • Author(s)
      Kuninori Suzuki
    • Organizer
      14th International Congress on Yeasts
    • Place of Presentation
      淡路島夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Mechanisms of autophagosome formation based on the analysis of Atg4, a cysteine protease2016

    • Author(s)
      Eri Hirata, Kuninori Suzuki
    • Organizer
      14th International Congress on Yeasts
    • Place of Presentation
      淡路島夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Rapid and reliable phenotypic analysis of autophagic isolation membrane in Saccharomyces cerevisiae2016

    • Author(s)
      Tatsuya Kawaoka, Kuninori Suzuki
    • Organizer
      14th International Congress on Yeasts
    • Place of Presentation
      淡路島夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • Year and Date
      2016-09-11
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Atg4の局在解析を基盤としたオートファゴソーム形成機構の解明2016

    • Author(s)
      平田恵理,鈴木邦律
    • Organizer
      第49回酵母遺伝学フォーラム研究報告会
    • Place of Presentation
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-09-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母オートファジーにおける隔離膜長の高速解析システムの開発2016

    • Author(s)
      河岡辰弥,鈴木邦律
    • Organizer
      第49回酵母遺伝学フォーラム研究報告会
    • Place of Presentation
      シーサイドホテル舞子ビラ神戸(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2016-09-09
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母におけるオートファゴソーム形成分子機構の可視化解析2016

    • Author(s)
      鈴木邦律
    • Organizer
      第68回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      京都テルサ(京都府京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 生命応答システム分野

    • URL

      http://ps.k.u-tokyo.ac.jp

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] 東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 生命応答システム分野HP

    • URL

      http://ps.k.u-tokyo.ac.jp/

    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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