レジオネラ菌によるSyntaxin17分解機構とその生理的意義の解明

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 26111520
• 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: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: 新崎 恒平 東京薬科大学, 生命科学部, 講師 (70609990)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000); Fiscal Year 2015: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2014: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: syntaxin 17 / レジオネラ / オートファジー / レジオネラエフェクター / syntaxin17

Outline of Annual Research Achievements

オートファジーは細胞が栄養飢餓状態に陥った際にエネルギーを補填する機構として発見されたが、近年の研究により細胞内寄生菌の排除といった種々の生理機能に重要な役割を担っていることが明らかになっている。
肺炎を引き起こすレジオネラは、細胞内寄生型細菌であり宿主細胞に対して放出するレジオネラエファクターにより宿主細胞の種々の生理機能をコントロールする。また、レジオネラはオートファジーを抑制することが明らかになっている。
Stx17は小胞体に局在するSNARE分子として同定されていたが、オートファジーの開始からオートファゴソームとリソソームの融合までオートファジーにおいて多岐に機能していることが明らかになっている。更に、我々は栄養状態においてStx17はミトコンドリア分裂因子であるDrp1の機能を制御することによりミトコンドリアの分裂を促進していることを明らかにしている。
レジオネラによるオートファジー抑制機構の解析の一旦でレジオネラ感染がStx17に与える影響を観察したところ、レジオネラ感染によりStx17が分解されていることを見いだした。また、dotA変異株の感染では分解が見られないことから、レジオネラはレジオネラエフェクター依存的にStx17を分解していることが明らかとなった。そこで、次にStx17の分解に関わるレジオネラエフェクターの同定を試みた。レジオネラエフェクターはゲノム状のいくつかのislandに分散してコードされており、各々のislandを欠損した株が作製されている。当該欠損株を用いた解析よりStx17を分解するエフェクターをコードするislandを同定することに成功し、そのislandでコードされている各々のエフェクターの解析よりStx17を分解するレジオネラエフェクターを同定した。更に、当該エフェクターを発現によりオートファゴソーム形成が抑制されることも明らかにした。

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] γ-SNAP stimulates disassembly of endosomal SNARE complexes and regulates endocytic trafficking pathways. (2015)
  • Author(s): Inoue, H., Matsuzaki, Y., Tanaka, A., Hosoi, K., Ichimura, K., Arasaki, K., Wakana, Y., Asano, K., Tanaka, M., Okuzaki, D., Yamamoto, A., Tani, K. and Tagaya, M.
  • Journal Title: J. Cell Sci. Volume: 128 Pages: 2781-2794
  • DOI: 10.1242/jcs.158634
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] CARTS biogenesis requires VAP-lipid transfer protein complexes functioning at the endoplasmic reticulum-Golgi interface. (2015)
  • Author(s): Wakana Y., Kotake R., Oyama N., Murate M., Kobayashi T., Arasaki K., Inoue H., Tagaya M.
  • Journal Title: Mol. Biol Cell Volume: 26 Issue: 25 Pages: 4686-4699
  • DOI: 10.1091/mbc.e15-08-0599
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Role for the ancient SNARE syntaxin 17 in regulating mitochondrial division. (2015)
  • Author(s): 1. Arasaki, K., Shimizu, H., Mogari, H., Nishida, N., Hirota, N., Furuno, A., Kudo, Y., Baba, M., Baba, N., Cheng, J., Fujimoto, T., Ishihara, N., Ortiz-Sandoval, C., Barlow, L. D., Raturi, A., Dohmae, N., Wakana, Y., Inoue, H., Tani, K., Dacks, J. B., Simmen, T., and Tagaya, M.
  • Journal Title: Developmental Cell Volume: 32 Pages: 304-317
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The machinery at endoplasmic reticulum-plasma membrane contact sites contributes to spatial regulation of multiple Legionella effector proteins. (2014)
  • Author(s): 3. Hubber, A., Arasaki, K., Nakatsu, F., Hardiman, C.,Lambright, D., De Camilli, P., Nagai, H., and Roy, C. R.
  • Journal Title: PLoS Pathogens Volume: 10
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Valosin-containing protein-interacting membrane protein (VIMP) links the endoplasmic reticulum with microtubules in concert with cytoskeleton-linking membrane protein (CLIMP)-63. (2014)
  • Author(s): 2. Noda, C*., Kimura, H*., Arasaki, K*., Matsushita, M., Yamamoto, A., Wakana, Y., Inoue, H., and Tagaya, M.
  • Journal Title: Journal of Biologicalchemistery Volume: 289 Pages: 24304-24313
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 脂肪滴形成におけるMAMの役割～Stx17の機能を中心として～ (2016)
  • Author(s): 新崎 恒平、木村 葉那、大崎 雄樹、多賀谷 光男
  • Organizer: 第１２１回 日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: ビックパレットふくしま
  • Year and Date: 2016-03-28
  • Invited
• [Presentation] Stx17はACSL3を制御することで脂肪滴形成に関与する (2016)
  • Author(s): 木村 葉那、新崎 恒平、大崎 雄樹、多賀谷 光男
  • Organizer: 第１２１回 日本解剖学会総会
  • Place of Presentation: ビックパレットふくしま
  • Year and Date: 2016-03-28
• [Presentation] Rab6A and Rab33B function in Legionella infection (2016)
  • Author(s): 川端 美緒、多賀谷 光男、新崎 恒平
  • Organizer: 第８９回 日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 大阪国際交流センター
  • Year and Date: 2016-03-23
• [Presentation] 脂肪滴の生合成形におけるsyntaxin 17の関与 (2015)
  • Author(s): 木村 葉那、新崎 恒平、多賀谷 光男
  • Organizer: 第８８回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] MAP1B-LC1はsyntaxin17との相互作用を介してオートファジーを制御する (2015)
  • Author(s): 長島 晴輝、新崎 恒平、黒澤 優里、堂前 直、多賀谷 光男
  • Organizer: 第８８回 日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2015-12-01
• [Presentation] レジオネラ菌感染に関わるRabタンパク質の同定及びレジオネラ菌の小胞体定着化機構 (2015)
  • Author(s): 新崎恒平、川端美緒、加藤郁子、多賀谷光男
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • Invited
• [Presentation] レジオネラ菌によるRab5ユビキチン化機構の解明 (2015)
  • Author(s): 川端美緒、加藤郁子、多賀谷光男、新崎恒平
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] レジオネラ菌は小胞体内での移行にRab4及びRab10を利用する (2015)
  • Author(s): 加藤郁子、川端美緒、新崎恒平、多賀谷光男
  • Organizer: 第88回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: 岐阜
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] レジオネラ菌の宿主小胞体への移行及び定着化の機構 (2014)
  • Author(s): 新崎恒平、川端美緒、野内優、多賀谷光男
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • Invited
• [Presentation] PGAM5によるDrp1の脱リン酸化へのSyntaxin17の関与 (2014)
  • Author(s): 須合真士、新崎恒平、堂前直、多賀谷光男
  • Organizer: 第87回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2014-10-15 – 2014-10-18
• [Presentation] 脂肪滴形成および3T3-L1の脂肪細胞への分化におけるsyntaxin 17の関与 (2014)
  • Author(s): 木村葉那、新崎恒平、茂刈寛史、谷佳津子、多賀谷光男
  • Organizer: 第66回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 奈良
  • Year and Date: 2014-06-11 – 2014-06-13