2014 Fiscal Year Annual Research Report
Ａ群レンサ球菌感染症におけるＲａｂ ＧＴＰａｓｅを介した細胞内動態の解明
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14J05847
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| Research Institution | Tokyo Medical and Dental University |
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Principal Investigator |
野澤 敦子 東京医科歯科大学, 医歯学総合研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2017-03-31
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| Keywords | オートファジー / RabGTPase / Rab35 / TBC1D10A / NDP52 / A群レンサ球菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は、A群レンサ球菌（Group A streptococcus, GAS）をモデルとして用い、膜輸送制御に関わるタンパク質群である低分子量Gタンパク質 Rab GTPaseおよび、その負の調節因子として働くTBC/RabGAPに着目することで、選択的オートファジーの制御機構を明らかにすることを目的に解析を行った。
まず、13種のTBC/RabGAPのEmGFP融合発現体を作製し、A群レンサ球菌感染時におけるオートファジーの形成に関与するTBC/RabGAPのスクリーニングを行った。その結果から、未だオートファジーへの関与について報告がされていないTBC1D10Aに着目し、その機能解析を行った。TBC1D10AおよびTBC1D10Aの酵素活性を欠損させた変異体（R160KまたはD157A）を強発現させた細胞にて解析を行ったところ、TBC1D10Aはその酵素活性依存的にアダプタータンパク質であるNDP52のGASへのリクルートおよびオートファゴソーム形成に関与することが明らかになった。
TBC1D10AはRab27Aおよび35の特異的GAP活性を持つことが報告されている。これより、Rab27AとRab35をノックダウンさせた細胞にて解析を行ったところ、Rab35がオートファゴソームの形成に関与することが明らかになった。さらに、Rab35のノックアウト(KO)細胞を作製、解析を行ったところ、Rab35はNDP52のGASへのリクルートおよび、その後のオートファゴソーム形成に関与することが明らかになった。 また、免疫沈降による解析より、Rab35とNDP52は複合体を形成することが明らかになった
今回の結果は、選択的オートファジーの制御機構の一端をを明らかにしており、学術的な観点だけでなく臨床応用に向けたオートファジー制御の観点からも非常に重要な知見であると考えられる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究はA群レンサ球菌感染時においてRab35が選択的オートファジーのアダプタータンパク質であるNDP52と細胞内で相互作用し、この局在を制御するという全く新しい発見であり、細菌感染時のオートファジーだけでなく、選択的オートプァジーである傷害を受けたミトコンドリアの分解に関与するマイトファジーや非選択的オートプァジーである栄養飢餓が誘導するオートファジー等の制御にも関与する可能性を示唆する学術的意義の大きい重要な知見であると考えられる。当初予定していた、１年目でのRabタンパクのスクリーニングとその機能解析は予定通り終了し、学会発表を行ったことに加え、２年目に予定していた、Rabタンパク質の相互作用因子の同定にも成功していることから、当初の計画以上に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度は、主にA群レンサ球菌感染時においてRab35が選択的オートファジーのアダプタータンパク質であるNDP52と細胞内で相互作用し、この局在を制御することを明らかにした。NDP52は細菌感染時の選択的オートファジーだけでなく、同じ選択的オートプァジーである傷害を受けたミトコンドリアの分解に関与するマイトファジーにも関与している可能性を示唆する結果も得られている。また、非選択的オートプァジーである栄養飢餓が誘導するオートファジーにおいてもNDP52が機能していることがすでに報告されている。今後は、当初は予定していなかったが、細菌感染時特異的なオートファジーの制御機構の解明だけでなく、Rab35を介したより広義なオートファジーの制御機構の解明を目指す。具体的には、既に構築済みである培養細胞でのノックダウン解析およびノックアウト解析を予定している。
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