オートファジー活性のファインチューニング機構の研究

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 26111512
• 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: Osaka University
• Principal Investigator: 野田 健司 大阪大学, 歯学研究科, 教授 (00290908)
• 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 / TORC1

Outline of Annual Research Achievements

オートファジーは主に飢餓により誘導される細胞内分解機構である。栄養シグナルはTORC1に入力され、TORC1がAtg13等の基質のリン酸化を介して、オートファジー誘導を調節している。この基本的な機構はさらに精妙に調節されていることが想定されているが、その実態はほぼ不明である。本研究では酵母ゲノムワイドライブラリーを網羅的にスクリーニングすることで同定したNpr2の機能解析を起点として、オートファジー調節機構の解明に挑んだ。その結果、Npr2がTORC1の上流因子GTR1のGAPとして機能することを見出し、またGtr1Gtr2を液胞膜へ繋留するEgo複合体の新規因子Ego2を同定した。TORC1はGtrやEgoとともに液胞膜上およびそれに付随した点状に局在し、栄養源の有無に応じてその間を移動することを明らかにした。さらにその移動がTORC1活性と関連することも見出した。その他、飢餓培養時にオートファジーが誘導されるが長時間飢餓培養時にオートファジーは終結する。その終結機構に関与する新規の液胞膜に局在するタンパク因子の同定にも成功している。また哺乳類細胞において、ホスファチジルイノシトール３ホスファターゼMTMR3がmTORC1と結合し、その活性を抑制していることも見出し、このことがMTMR3の不活性型の発言でオートファジーがゆうどうするという我々の以前の発見の分子基盤の一端であることを解明した。これらの因子を精妙に調節することでオートファジーのファインチューニングが行われているという新しいモデルを提唱した。

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] Quantitative assay of macroautophagy using Pho8d60 assay and GFP-cleavage assay in yeast (2017)
  • Author(s): Araki Y., Kira S., and Noda T*
  • Journal Title: Methods in Enzymolgy Volume: 588 Pages: 307-321
  • DOI: 10.1016/bs.mie.2016.10.027
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Ole1, fatty acid desaturase, is required for Atg9 delivery and isolation membrane expansion during autophagy in Saccharomyces cerevisiae (2017)
  • Author(s): Ogasawara Y, Kira S , Mukai Y, Noda T*, Yamamoto A*
  • Journal Title: Biol Open Volume: 6 Pages: 35-40
  • DOI: 10.1242/bio.022053
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Atg9A Trafficking Through the Recycling Endosomes is Required for Autophagosome Formation (2016)
  • Author(s): Imai K, Hao F, Fujita N, Tsuji Y, Oe Y, Araki Y, Hamasaki M, Noda T*, and Yoshimori T*
  • Journal Title: J Cell Sci Volume: 129 Issue: 20 Pages: 3781-3791
  • DOI: 10.1242/jcs.196196
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] The PtdIns3-phosphatase MTMR3 interacts with mTORC1 and suppresses its activity. (2016)
  • Author(s): Hao F, Itoh T, Morita E, Shirahama-Noda K, Yoshimori T, Noda T.
  • Journal Title: FEBS Lett. Volume: 509 Issue: 1 Pages: 161-173
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12048
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Reciprocal conversion of Gtr1 and Gtr2 nucleotide- binding states by Npr2-Npr3 inactivates TORC1 and induces autophagy. (2014)
  • Author(s): Kira S, Tabata K, Shirahama-Noda K, Nozoe A, Yoshimori T, Noda T.
  • Journal Title: Autophagy. Volume: 10 Issue: 9 Pages: 1565-78
  • DOI: 10.4161/auto.29397
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Kira S, Noguchi M, Noda T, Study of termination mechanism of autophagy under prolonged starvation (2016)
  • Author(s): Kira S, Noguchi M, Noda T,
  • Organizer: american society for cell biolgy 2016
  • Place of Presentation: San francisco, USA
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Study of termination mechanism of autophagy under prolonged starvation (2016)
  • Author(s): Noda T.
  • Organizer: the 14th International Congress on Yeasts
  • Place of Presentation: 淡路夢舞台 (兵庫県 淡路市）
  • Year and Date: 2016-09-11
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] RhebによるmTORC1の活性化機構の解析 (2016)
  • Author(s): 近藤和彦 伊藤敬 ハオフェイケ 名田茂之 岡田雅人 野田健司
  • Organizer: 日本細胞生物学会
  • Place of Presentation: 京都テルサ（京都府京都市）
  • Year and Date: 2016-06-15