線虫初期胚で誘導される選択的オートファジーの分子機構と生理機能

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 26111503
• 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, 准教授 (70321768)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2015: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2014: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
• Keywords: オートファジー / 線虫 / ミトコンドリア / 受精

Outline of Annual Research Achievements

選択的オートファジーはタンパク質凝集体や感染病原菌，不良ミトコンドリアなどを選択的に分解に導くシステムとして細胞内の恒常性維持に寄与していることが近年明らかとなっている．申請者らは線虫の受精卵を用いた解析から，受精直後に精子から持ち込まれた父性オルガネラ周囲にオートファゴソームが形成され，選択的に分解される新たな選択的オートファジー経路が存在することを見出し，allophagyと命名した．本研究ではallophagyに関わる因子を遺伝学的・生化学的手法により探索し，新規因子ALLO-1の同定に成功した．allo-1遺伝子破壊株ではallophagyが誘導されず，父性オルガネラの分解が阻害された．一方で，allo-1遺伝子破壊株においてもバルクなオートファジーは正常であったことから，ALLO-1はallophagy特異的因子であると考えられた．発現組織を調べた結果，ALLO-1は卵子において発現しており，卵子特異的プロモーターによる発現で破壊株の表現系を相補することができた．ALLO-1自身の局在性を調べたところ，受精直後の非常に早い時期に父性オルガネラ周囲に局在化することが明らかとなった．また，この局在化はオートファジー制御因子を必要とせず，逆にオートファジー制御因子のリクルートにはALLO-1が必須であった．これらの結果から，ALLO-1はallophagyにおいてオートファジー制御因子を基質の周囲へリクルートするアダプターの役割を担っていると考えられた．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition) (2016)
  • Author(s): Klionsky DJ., Abdelmohsen K., Abe A., Abedin MJ.,Inomata M., et al.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 12(1) Issue: 1 Pages: 1-222
  • DOI: 10.1080/15548627.2015.1100356
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] REI-1 Is a Guanine Nucleotide Exchange Factor Regulating RAB-11 Localization and Function in C. elegans Embryos. (2015)
  • Author(s): Sakaguchi A, Sato M, Sato K, Gengyo-Ando K, Yorimitsu T, Nakai J, Hara T, Sato K, Sato K.
  • Journal Title: Dev Cell Volume: 35(2) Issue: 2 Pages: 211-221
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2015.09.013
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Guidelines for monitoring autophagy in Caenorhabditis elegans (2015)
  • Author(s): Zhang H, Chang JT, Guo B, Hansen M, Jia K, Kovacs AL, Kumsta C, Lapierre LR, Legouis R, Lin L, Lu Q, Melendez A, O'Rourke EJ, Sato K, Sato M, Wang X, Wu F
  • Journal Title: Autophagy Volume: 11 Pages: 9-27
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 精子ミトコンドリアのオートファジーによる分解 (2014)
  • Author(s): 佐藤美由紀，佐藤健
  • Journal Title: 医学の歩み Volume: 250 Pages: 479-482
• [Presentation] 父性ミトコンドリア選択的オートファジーのメカニズム (2015)
  • Author(s): 佐藤美由紀，佐藤克哉，戸村琴音，佐藤健
  • Organizer: BMB2015
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] 父性ミトコンドリア選択的オートファジーの分子メカニズム (2015)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 第９回オートファジー研究会
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台（兵庫県淡路市）
  • Year and Date: 2015-11-16
• [Presentation] 父性ミトコンドリアの選択的オートファジーと母性遺伝 (2015)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 第２回群馬大学未来先端研究機構シンポジウム
  • Place of Presentation: 刀城会館（群馬県前橋市）
  • Year and Date: 2015-11-09
  • Invited
• [Presentation] 父性ミトコンドリア選択的オートファジーに関わる新規因子の同定 (2015)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: YoungMito2015
  • Place of Presentation: 一宮シーサイドオーツカ（千葉県長生郡一宮町）
  • Year and Date: 2015-07-09
• [Presentation] 父性ミトコンドリア選択的オートファジーのメカニズム (2015)
  • Author(s): 佐藤美由紀，戸村琴音，佐藤克哉，佐藤健
  • Organizer: 第６７回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀（東京都江戸川区）
  • Year and Date: 2015-06-30
  • Invited
• [Presentation] Dynamic Regulation of Autophagy and Endocytosis for Cell Remodeling during Early Development in C. elegans (2014)
  • Author(s): Miyuki Sato, Ryosuke Konuma, Kotone Tomura, Ken Sato
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • Invited
• [Presentation] 低分子量GTPase RAB-11の新規結合因子REI-1/REI-2は受精後のRAB-11再局在化を制御する (2014)
  • Author(s): 坂口 愛沙，佐藤 美由紀，安藤 恵子，佐藤 克哉，中井 淳一，佐藤 健
  • Organizer: 第３７回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] 線虫受精卵における父性オルガネラの選択的分解に関与する新規因子の探索 (2014)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 第8 回オートファジー研究会
  • Place of Presentation: シャトレーゼ ガトーキングダム サッポロ
  • Year and Date: 2014-11-10 – 2014-11-11
• [Presentation] 初期胚におけるリソソーム分解系の生理機能 ～エンドサイトーシスとオートファジーによる膜成分の再編成～ (2014)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: 群馬大学 大学院理工学府・生体調節研究所 第１９回生命科学セミナー
  • Place of Presentation: 群馬大学医学部
  • Year and Date: 2014-07-25
  • Invited
• [Presentation] Fertilization-induced K63-linked ubiquitination mediates clearance of maternal membrane proteins (2014)
  • Author(s): Miyuki Sato, Ryosuke Konuma, Katsuya Sato, Kotone Tomura, Ken Sato
  • Organizer: C. elegans Development, Cell Biology, Gene Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2014-07-15 – 2014-07-19
• [Presentation] Novel binding partner of small GTPase RAB-11 regulates RAB-11 redistribution to Golgi after fertilization (2014)
  • Author(s): Aisa Sakaguchi, Miyuki Sato, Keiko Gengyo-Ando, Katsuya Sato, Junichi Nakai, Ken Sato
  • Organizer: C. elegans Development, Cell Biology, Gene Expression Meeting in association with The 6th Asia-Pacific C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2014-07-15 – 2014-07-19
• [Presentation] C. elegans chaperonin CCT/TRiC is required for actin biogenesis and microvillus formation in intestinal epithelial cells (2014)
  • Author(s): Keiko Saegusa, Miyuki Sato, Katsuya Sato, Taichi Hara, Akihiro Harada, and Ken Sato.
  • Organizer: C. elegans Development, Cell Biology, and Gene Expression Topic Meeting in association with the 6th Asia-Pacific C. elegans Meeting
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂
  • Year and Date: 2014-07-15 – 2014-07-19
• [Presentation] 線虫受精卵においてダイナミックに変化するRAB-11の動態制御機構の解析 (2014)
  • Author(s): 坂口 愛沙，佐藤 美由紀，安藤 恵子，佐藤 克哉，中井 淳一，佐藤 健
  • Organizer: 日本細胞生物学会年会
  • Place of Presentation: 奈良県新公会堂・東大寺総合文化センター
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13
• [Presentation] 父性ミトコンドリアの選択的オートファジーの分子機構解明を目指して (2014)
  • Author(s): 佐藤美由紀
  • Organizer: YoungMito2014
  • Place of Presentation: 大阪府 箕面山荘
  • Year and Date: 2014-05-22 – 2014-05-23
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所生体膜機能分野
  • URL: http://makukinou.showa.gunma-u.ac.jp/index.html
• [Remarks] 群馬大学生体調節研究所生体膜機能分野HP
  • URL: http://makukinou.showa.gunma-u.ac.jp/index.html