非小胞輸送型オートファジーの分子メカニズム

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 16H01211
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: National Center of Neurology and Psychiatry
• Principal Investigator: 株田 智弘 国立研究開発法人国立精神・神経医療研究センター, 神経研究所 疾病研究第四部, 室長 (70535765)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥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 / RNA分解 / リソソーム / 細胞内局在 / 細胞内分解 / 蛋白質分解 / RNautophagy / DNautophagy / DNA分解 / CMA / シャペロン介在性オートファジー

Outline of Annual Research Achievements

これまでに我々は新たな細胞内分解システムを見いだし、RNautophagy/DNautophagy (RDA)と名付けた。RDAにおいては、RNA/DNAがATP依存的に直接リソソームに取り込まれ、内部で分解される。また昨年度、リソソーム膜におけるRNA及びDNAトランスポーター候補分子として、SIDT2を同定し論文報告した (Aizawa et al. Autophagy. 2016, Aizawa et al. Autophagy. 2017)。SIDT2は、RNAトランスポーターとして報告されているC. elegans SID-1のオルソログの1つである。今年度は、SIDT2のリソソーム局在化機構について解析を進めた。まずアミノ酸配列を検索し、SIDT2の細胞質側に3カ所のYXXφモチーフを見いだした。これらのモチーフそれぞれまたは同時に変異を導入したmutant SIDT2を作製したところ、それぞれのmutantについてリソソーム局在の程度が低下し、3カ所全てのモチーフがリソソーム局在に重要であることがわかった。またリソソームに局在しないmutant SIDT2はRNautophagy活性に影響を与えないという結果がin vitro系及び細胞レベルで得られ、3カ所のYXXφモチーフを介したSIDT2のリソソーム局在は、SIDT2によるRNautophagy活性に必要であることが明らかとなった。リソソームにはほとんど局在しないSIDT1分子にSIDT2の3カ所のYXXφモチーフを導入したところ、このmutant SIDT1はリソソームに局在し、さらにRNautophagyに機能するようになったことから、SIDT2の3カ所のYXXφモチーフは実際に機能しているモチーフであることが示された (以上、Contu et al. J Cell Sci. 2017)。

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。

Research Products

• [Journal Article] Lysosomal targeting of SIDT2 via multiple YxxΦ motifs is required for SIDT2 function in the process of RNautophagy (2017)
  • Author(s): Contu Viorica Raluca、Hase Katsunori、Kozuka-Hata Hiroko、Oyama Masaaki、Fujiwara Yuuki、Kabuta Chihana、Takahashi Masayuki、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Wada Keiji、Kabuta Tomohiro
  • Journal Title: Journal of Cell Science Volume: 130 Issue: 17 Pages: 2843-2853
  • DOI: 10.1242/jcs.202481
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] SIDT2 mediates gymnosis, the uptake of naked single-stranded oligonucleotides into living cells (2017)
  • Author(s): Takahashi M, Contu VR, Kabuta C, Hase K, Fujiwara Y, Wada K, Kabuta T
  • Journal Title: RNA Biology Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 1534-1543
  • DOI: 10.1080/15476286.2017.1302641
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Lysosomal membrane protein SIDT2 mediates the direct uptake of DNA by lysosomes (2017)
  • Author(s): Aizawa S, Contu VR, Fujiwara Y, Hase K, Kikuchi H, Kabuta C, Wada K, Kabuta T.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 13 Issue: 1 Pages: 218-222
  • DOI: 10.1080/15548627.2016.1248019
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Lysosomal degradation of intracellular nucleic acids-multiple autophagic pathways (2017)
  • Author(s): Fujiwara Y, Wada K, Kabuta T.
  • Journal Title: J Biochem Volume: 161 Pages: 145-154
  • DOI: 10.1093/jb/mvw085
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 核酸を分解する非小胞輸送型オートファジー ーその発見と解明への挑戦ー (2017)
  • Author(s): 株田智弘
  • Organizer: 第33回 高峰カンファレンス
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2017-03-13
  • Invited
• [Presentation] Molecular mechanisms of RNautophagy DNautophagy (2017)
  • Author(s): Kabuta T
  • Organizer: KSAP Annual convention 2017
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Presentation] 非小胞輸送型オートファジーRNautophagy/DNautophagyの分子メカニズム (2017)
  • Author(s): 株田智弘
  • Organizer: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • Invited
• [Book] The オートファジー 研究者たちの集大成が見える最新ビジュアルテキスト (2017)
  • Author(s): 水島 昇
  • Total Pages: 224
  • Publisher: 羊土社
  • ISBN: 9784758103657