2017 Fiscal Year Research-status Report
ミトコンドリアオートファジーの分子機構の解明（国際共同研究強化）
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15KK0253
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
神吉 智丈 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50398088)
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| Project Period (FY) |
2016 – 2018
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| Keywords | ミトコンドリア / オートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
マイトファジーは、選択的にミトコンドリアを分解するオートファジーであり、細胞内もミトコンドリア量やミトコンドリア品質の制御に関わっていると考えられている。我々は、酵母をモデル生物としてマイトファジーの研究を行い、マイトファジー因子Atg32の発見を含む種々の研究成果を挙げてきた。Atg32はミトコンドリア外膜タンパク質であり、そのリン酸化がマイトファジー誘導の引き金となることが判っているが、その制御機構には不明な点が多い。これまでに、我々を含め、国内外でマイトファジー関連遺伝子を同定するための網羅的解析が行われているが、未だに前述の点も含め解明されていないことが多いのは、既存の出芽酵母遺伝子破壊ライブラリーを用いた探索では、同定したい因子を発見するには不十分で有ることを示している。H28年度の研究では、従来とは異なったマイトファジー因子のスクリーニング方法を確立し、その方法を新潟大学、ミシガン大学の両方で実施できる体制を整えた。H29年度の研究では、実際に新潟大学及びミシガン大学でスクリーニング実験を推し進め、マイトファジー誘導に影響を与える因子候補を選抜することができた。ミシガン大学の共同研究者と得られた候補因子に関する議論を繰り返し、これらの因子の中から、マイトファジーとして特に注目に値すると考えられる因子を2つ選出し今後の機能解析の対象とすることを決定した。帰国後は、それらの因子の詳細な機能解析を行うために、その遺伝子産物に対する抗体を作成、またその因子の細胞内局在の決定や遺伝子発現誘導について調べることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
H29年度は、予定していた全てのスクリーニング実験を慣用させ、実際に得られた複数のマイトファジー因子候補の中から、過去の文献と照らし合わせた解析と共同研究者との協議により、詳細に解析すべき因子を2つに絞り込むことに成功した。これらの因子の情報を日本に持ち帰り、機能解析の研究を行っている。これまでのところ、それぞれの因子に対する抗体を作成することに成功し、その抗体を用いて、それぞれの因子の細胞内局在の決定や、それぞれの因子の発現誘導条件の決定などを調べることに成功している。新規因子候補を同定できているという点で本研究の進捗状況は順調であるが、一方でマイトファジーにおける役割は、全く解明されておらず、この点は今後、推し進めなければならない点である。このため、本研究はおおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、共同研究先であるミシガン大学と新潟大学で手分けをしながら、着目した2つの因子の機能解析を進めていく。マイトファジーの過程は、誘導刺激が伝わるシグナル経路、その結果起こるAtg32のリン酸化やミトコンドリア近傍での隔離膜形成、次いで隔離膜がミトコンドリアを包み込みマイトファゴソームを形成し、最終的な液胞との融合といった複数のステップに分けることができる。マイトファジー関連因子候補が、それぞれのどの過程に関与しているかについて、それぞれの過程を観察する方法を用いて決定する。また、それぞれの因子結合する因子をプロテオミクスの手法やYeast-Two hybrid法を用いることで決定し、その結果から、それぞれの因子がどのような機能を持っているかについて明らかにする。このような方針で、マイトファジーの制御機構、分子機構の全体像の解明を進めていく。また、共同研究先であるミシガン大学のKlionsky研究室には、所属機関より2名の学生を2ヶ月間程度派遣する予定であり、継続的な共同研究体制を整えていく。
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