線虫を用いたコレステロールの取り込みと代謝を制御する分子基盤の解明

• Project Area: Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic
• Project/Area Number: 23113703
• 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: Gunma University
• Principal Investigator: 佐藤 美由紀 群馬大学, 生体調節研究所, 助教 (70321768)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2013-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2012: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2011: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
• Keywords: エンドサイトーシス / 発生 / コレステロール / 遺伝学 / LDL

Outline of Annual Research Achievements

線虫 C.elegans の卵黄成分は哺乳類の低密度リポタンパク質（LDL）に類似のコレステロールを多く含むタンパク質脂質複合体である．卵黄やLDLは受容体を介したエンドサイトーシスにより細胞内に取り込まれ，その基本メカニズムは線虫と哺乳類で非常によく保存されている．線虫の生育中の卵母細胞が卵黄を活発に取り込むことに注目し，線虫遺伝学を利用してこの過程に関わる新規因子の探索を行ったところ，哺乳類にも高度に保存された低分子量 GTPase・RAB-35/RME-5 とその活性化因子 RME-4 が卵黄受容体のリサイクリング経路に関与することを見出してきた．さらに，エンドサイトーシスに異常を示す新たな線虫変異体の同定に成功した．この変異体はでは受容体を介した卵黄の取り込みに特異的に異常を示し，液相エンドサイトーシスは正常であった．原因遺伝子の同定を進めたところ，第５染色体左腕にマッピングされた．現在数個の遺伝子まで絞り込んでおり，相補実験によって原因遺伝子の確定を行っている．また，LDL 受容体ファミリーである卵黄受容体が，生育中の卵母細胞では活発なリサイクリングによって何度も再利用されるのに対し，受精直後の胚ではリソソームに送られすみやかに分解される現象を見出した．受精後に輸送の方向を変化させるシグナル経路を検討したところ，受精後の細胞周期の進行に必須な Anaphase promoting complex (APC)の下流で制御されていることを明らかにした．また，正常な分解にはユビキチン化の制御が関与することも見出した．これらの結果から，発生の時期特異的に受容体のユビキチン化を制御し，それによってコレステロールの取り込み活性を調節するシグナル経路が存在することが明らかとなった．

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Dynamic regulation of autophagy and endocytosis for cell remodeling during early development. (2013)
  • Author(s): Miyuki Sato
  • Journal Title: Traffic Volume: 14 Issue: 5 Pages: 479-486
  • DOI: 10.1111/tra.12050
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 受精卵における細胞内リモデリングのメカニズム． (2013)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Journal Title: 日本女性科学者の会 学術誌 Volume: 13 Pages: 9-13
  • NAID: 130003379023
• [Journal Article] 精子由来ミトコンドリアは受精依存的に誘導されるオートファジーによって選択的に分解される． (2012)
  • Author(s): 佐藤健
  • Journal Title: 細胞工学 Volume: 31 Pages: 590-591
• [Journal Article] ミトコンドリアゲノムの母性遺伝のメカニズム． (2012)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Journal Title: 化学と生物 Volume: 50 Pages: 479-480
• [Journal Article] 動物におけるミトコンドリアDNAの母性遺伝の分子機構． (2012)
  • Author(s): 佐藤健
  • Journal Title: 生体の科学 Volume: 63 Pages: 426-437
• [Journal Article] Maternal inheritance of mitochondrial DNA : Degradation of paternal mitochondria by allogeneic organelle autophagy, allophagy (2012)
  • Author(s): Miyuki Sato
  • Journal Title: Autophagy Volume: 8 Issue: 3 Pages: 424-425
  • DOI: 10.4161/auto.19243
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 線虫受精卵における父性ミトコンドリアのオートファジーによる選択的分解-ミトコンドリアDNAの母性遺伝のメカニズム- (2012)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Journal Title: 実験医学 Volume: 30 Pages: 614-618
• [Journal Article] Degradation of paternal mitochondria by fertilization-triggered autophagy in C.elegans embryos (2011)
  • Author(s): Miyuki Sato
  • Journal Title: Science Volume: 334 Issue: 6059 Pages: 1141-1144
  • DOI: 10.1126/science.1210333
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans SNAP-29 isrequired for organellar integrity of the endomembrane system and general exocytosis in intestinal epithelial cells. (2011)
  • Author(s): Sato M, Saegusa K, Sato K, Hara T, Harada A, Sato K.
  • Journal Title: Molecular Biology of the Cell Volume: 22 Issue: 14 Pages: 2579-2587
  • DOI: 10.1091/mbc.e11-04-0279
  • NAID: 120004898416
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Fertilization-triggered autophagy degrades paternal mitochondria in C. elegans early embryos (2012)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 第８５回生化学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-14
  • Invited
• [Presentation] Degradation of paternal mitochondria by fertilization-triggered autophagy in C. elegans embryos (2012)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: Ｔhe 6th International Symposium on Autophagy 2012
  • Place of Presentation: 沖縄万国津梁館
  • Year and Date: 2012-10-28
  • Invited
• [Presentation] Degradation of paternal mitochondria by fertilization-triggered autophagy in C. elegans embryos (2012)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: Joint Meeting of The 45th Annual Meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists The 64th Annual Metting of the Japan Society for Cell Biology
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
  • Year and Date: 2012-05-28
  • Invited
• [Presentation] Fertilization triggers selective degradation of membrane proteins and organelles in C.elegans embryos (2011)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-12-16
• [Presentation] Selective degradation mechanisms of meiotic membrane proteins in C.elegans embryos (2011)
  • Author(s): 佐藤健
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都府)(招待講演)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所細胞構造分野HP
  • URL: http://traffic.dept.med.gunma-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://traffic.dept.med.gunma-u.ac.jp/researchtop.html