Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
オートファジーが誘導されると、Atg（autophagy-related）タンパク質が液胞膜上に集積してPAS（pre-autophagosomal structure）を形成する。PASから隔離膜が伸展し、閉じることで被分解物を内包した球状の二重膜胞であるオートファゴソーム（以下AP）が形成される。最近になって隔離膜と液胞膜の間にAtg17複合体からなるPAS scaffold complex（以下PSD）が独立して存在していることが明らかとなった。我々は出芽酵母とイネいもち病菌を用いてPSDと隔離膜の接触に関わるタンパク質群を明らかにすべく数理形態学的手法を用いて解析を進めていく。
我々の研究グループは、出芽酵母において隔離膜（IM）をカップ状の構造体として可視化し、細胞内に蓄積させることのできるIM可視化法を開発した。我々はこのIM可視化法を使用して、小胞体を標識する脂溶性の色素R18が、オートファジー誘導に伴いIMに移行することを見いだした（Hirata et al. (2017) PLoS ONE）。R18は、オートファジー分野においてこれまで最大の謎であったIM膜の由来を解明できる有用なツールとなる可能性を秘めている。我々はこれらIM可視化法とR18染色法を駆使してIM伸展機構の本質的な理解に挑む。本提案研究は、（１）R18を使用したIM膜の供給源の解明、（２）IM伸展における液胞－隔離膜接触部位の機能解析に注目して推進する。本年度はR18がIMへと輸送される経路の研究に進展があった。予備的実験から、R18は細胞膜に局在したのちに小胞体へと移行することが分かった。また、R18の細胞膜から小胞体への移行は、エンドサイトーシス経路非依存的かつATP依存的であることが示唆された。昨年度の研究で、我々は細胞外から供給されたR18が細胞膜の外葉から内葉に移行する際にフリッパーゼが関与していることを見いだした。現在その分子機構に注目して研究を進めている。液胞－隔離膜接触部位の研究においては、当該接触部位の形成にかかわる複数のオートファジー関連タンパク質を過剰発現する株を作成することに成功した。現在液胞－隔離膜接触部位の可視化に取り組んでいる。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Molecular Biology of the Cell
Volume: 32 Issue: 8 Pages: 645-663
10.1091/mbc.e20-07-0500
http://www.yeast-autophagy.k.u-tokyo.ac.jp/
http://www.yeast-autophagy.k.u-tokyo.ac.jp/publications.html
