酵母及び植物における自食作用の誘導機構とその生理的役割の解析

1991 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 02454009
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 大隅 良典 東京大学, 教養学部, 助教授 (30114416)
• Keywords: 酵母 / 自食作用 / 液胞 / タンパク質分解 / 細胞周期 / 酸性コンパ-トメント

Research Abstract

酵母が種々の栄養飢餓条件下に活発な自食作用を示すことを見い出した。この系は制御された自己分解の機構とその生理的役割を分子レベルで理解するためのよいモデル系である。本年度に得られた主な成果は以下の通りである。(1)、瞬間凍結・凍結置換法による電顕観察により、自食作用における細胞内膜系の動態を解析し、自食作用のモデルを提出した。(2)、液胞を欠損する変異株を飢餓条件にさらすと、細胞質内に自食作用胞が多数認められることから、これらが液胞内オ-トファジックボディの前駆体であることが明らかとなった。(3)、cAMPの変異株の解析から、自食作用の誘導にはcAMPが負の制御をしていることが明らかとなった。(4)、液胞膜H^+ーATPaseの遺伝子破壊料の解析から、自食作用には液胞内酸性化が必須でないことが判った。(5)、栄養飢餓条件下に、液胞内オ-トファジックボディを蓄積しないことを指標として自食作用に欠損をもつ変異株を分離することに成功した。(6)、液胞内にオ-トファジックボディが蓄積する上で、液胞内プロテイナ-ゼBの欠損が最も主要な要因であり、prb株は栄養飢餓条件下のタンパク分解が抑えられること、さらにPMSFを作用させると野性株もprb株と同様にオ-トファジックボディを蓄積することが明らかとなった。(7)、窒素源飢餓条件下の細胞周期の進行には自食作用による大量のタンパク分解が必須であり、自食作用不能の条件下には細胞はG_1期停止が出来ず、その生存率が急速に低下することが示された。主要な設備備品費である超低温庫、小型遠心機は、細胞分画、分画の保存、多数の変異株の保存に極めて有効に利用されている。本年度の成果は、4報の論文として国際欧文誌に投稿中、及びその準備中である。

Research Products

• [Publications] Takeshige,K.: "Autophagy in yeast:Its detection using proteinaseーdeficient mutants and conditions for its induction." J.Cell Biol.
• [Publications] Baba,M.: "Ultrastructural analysis of autophagy in yeast,Saccharomyces cerevisiae." J.Cell Sci.
• [Publications] Ohsumi,Y.: "Acidification of vacuoles is not obligatory for autophagy in yeast,Saccharomyces cerevisiae." J.Biol.Chem.
• [Publications] Noda,T.: "Nonーselective sequestration of cytosolic enzymes into vacuoles by autophagy in yeast." J.Biol.Chem.
• [Publications] Tsukada,M.: "Mutants defective in autophagy,isolation and characterization of autl mutant." Mol.Cell.Biol.