Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
オートファジーの遂行に必須な２つのユビキチン様結合系、ATG8およびATG12結合系は全ての真核生物の系統に普遍的に保存されている。しかし、複数の原生生物系統ではATG12結合系に多様性がある。本研究は、'ATG12を欠損するATG12結合系’を持つ生物におけるATG12を代替するタンパク質を同定するとともに、その代替タンパク質がどのようにATG12を模倣しているのかを分子レベルで明らかにする事を目的とする。本研究は、オートファジーの遂行における分子機構の多様性を明らかにすると共に、その比較によりATG12 結合系の作動原理を考察する上で重要な情報を提供する事が期待される。
オートファジーの遂行に必須な2つのユビキチン様結合系、ATG8およびATG12結合系は全ての真核生物の系統に普遍的に保存されている。ATG8とATG12はともにユビキチン様タンパク質であり、ATG8はリン脂質と、ATG12はATG5と共有結合を形成する。しかし、いくつかの原生生物（単細胞真核生物）の系統では、ATG5を保存しているにもかかわらず、ATG12が見つかっていない。本研究は、これらの原生生物に着目し、ATG12を代替するタンパク質を同定するとともに、その代替タンパク質がどのようにATG12を模倣しているのかを分子レベルで明らかにする事を目的とした。本研究の実施によって、タグ融合ATG5発現テトラヒメナ細胞を用いて、ATG5と共有結合を形成する機能未知の新規因子（TtATG12）を同定した。種々の解析により、本因子がテトラヒメナにおける機能的ATG12であるデータを得た。ところが、TtATG12をクエリとしたBLAST検索からはテトラヒメナ属以外の生物種に相同性因子はヒットせず、TtATG12がテトラヒメナ属で極めて特殊に進化した因子であることが示唆された。さらに、これまでATG12が同定されていなかった他の原生生物からもATG12候補因子の同定に成功し、これらがATG5と共有結合を形成することを実験的に確証した。すなわち、これまでATG12が未同定であった原生生物からATG12の同定に成功した。本研究によって、ほぼ全ての真核生物系統からATG12配列が出揃い、同じユビキチン様タンパク質でも、ATG8が真核生物全体で保存性が高いのに対して、ATG12はなぜか真核生物の系統ごとに特殊に進化していることが示された。
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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Autophagy
Volume: 18 Issue: 12 Pages: 2969-2984
10.1080/15548627.2022.2059168
Sci Rep
Volume: 12 Issue: 1 Pages: 19996-19996
10.1038/s41598-022-24548-0
Parasitol Res.
Volume: 121 Issue: 11 Pages: 3313-3320
10.1007/s00436-022-07667-5
