2018 Fiscal Year Research-status Report
オートファジーの炭素代謝制御への寄与とその生理的意義の酵母種横断的な解明
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17K15245
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
岩間 亮 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任助教 (90793042)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 酵母 / Saccharomyces cerevisiae / オートファジー / 炭素源 / ダイオキシックシフト / ミクロオートファジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オートファジーは真核生物に広く保存された細胞内分解システムであり、様々な基質を液胞に取り込んで分解することが知られている。オートファジーは様々な飢餓条件で誘導されるが、昨年度の本研究により、出芽酵母Saccharomyces cerevisiaeでは非発酵性炭素源で増殖しているときや炭素源が枯渇しているときにもオートファジーが生じることが示された。具体的には、S. cerevisiaeを0.2%グルコースを炭素源とする合成培地で培養すると、グルコースを使い切った後にエタノールを炭素源として増殖しているとき、および、エタノールが枯渇したときにオートファジーの誘導が認められた。本年度では、このときに生じているオートファジーが何を分解し、酵母細胞にとってどのような意義を持つのかを調べた。
1. エタノールを炭素源として増殖している際には細胞質とともに小胞体が分解されること、エタノール枯渇後にはミトコンドリアが分解されていることが示された。これらの分解はオートファジーにより行われていることも示され、特に小胞体とミトコンドリアはそれぞれ典型的なER-phagyとmitophagyにより分解されていた。
2. オートファジー欠損株はグルコース枯渇後の増殖に遅延が認められた。また、オートファジー欠損株は長期のエタノール枯渇条件から新たな栄養十分な培地に移した際の再増殖時に遅延が生じることも見出された。
3. エタノール増殖時およびエタノール枯渇時に、マクロオートファジーのみならずミクロオートファジーも生じていることが示され、電子顕微鏡解析などから、細胞質や脂肪滴がミクロオートファジーにより液胞に取り込まれていることが見出された。
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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
S. cerevisiaeを利用した解析においては、炭素源代謝とオートファジーの関連についての理解は大きく進展したと考えられる。また、当初の想定とは異なり、ミクロオートファジーとの関わりも明らかになってくるなど、当初の予定より進んでいると言える。一方で、本研究では、その他の酵母を利用した解析を予定しているが、S. cerevisiaeで得られた結果の普遍性を検証するに至っておらず、その部分に関しては遅れている。しかしながら、S. cerevisiaeでの研究の進展と総合して、順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度のS. cerevisiaseの研究から得られた結果を踏まえながら、その他の酵母種における炭素源とオートファジーの関連を明らかにする。特に、S. cerevisiaseはグルコースを優先的に利用するという特性を持つため、異なる炭素源を優先するような酵母種に焦点を当てて、特異性と普遍性について整理する。
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