2018 Fiscal Year Annual Research Report
オートファゴソーム形成場のin vitro再構成と作動機構の解明
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18H03989
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| Research Institution | Microbial Chemistry Research Foundation |
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Principal Investigator |
野田 展生 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 部長 (40396297)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 液－液相分離 / オートファジー / オートファゴソーム形成場 / 天然変性タンパク質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
オートファジーの担い手であるオートファゴソームはAtg蛋白質群が集積したオートファゴソーム形成場（PAS）から作られるが、PASの実体と機能はこれまで不明であった。我々のグループはPASの核を作るAtg1複合体がin vitroにおいて液-液相分離を介して液滴を形成することを見出し、PASは膜のないオルガネラの一種であるという核心を得た。本研究では、in vitroで形成させた液滴状Atg1複合体の形状および性質を解析し、細胞におけるPASとの類似性を検証する。続いてPASの形成を制御しているリン酸化や、Atg1複合体の後にPASに集積する下流Atg因子群の添加を行い、液滴への影響を解析する。以上得られた“再構成PAS”について、その動的微細構造を明らかにする。最後に得られた知見を酵母を用いて検証することで、PASの実体を理解し、そのオートファジーにおける作動機構を明らかにする。
本年度はin vitroで形成させたAtg1複合体液滴に関して詳細な生化学的解析を行ない，酵母におけるPASとの性質の比較を行った．その結果，in vivoでPASの形成を阻害するAtg13の変異体がin vitroの液滴形成を阻害すること，一般的に液－液相分離を阻害することで知られる1,6-ヘキサンジオール処理によりAtg1複合体液滴および酵母内のPASどちらも速やかに解消することを明らかにした．PAS形成はAtg13のリン酸化により負に制御されることが知られている．Atg1複合体液滴にATPを添加した結果，Atg1のキナーゼ活性依存的に液滴が解消した．以上の結果から，in vitroで形成させたAtg1複合体液滴は酵母におけるPASの性質と一致しており，PASはAtg1複合体が相分離することで形成された液滴状のものであることが強く示唆された．
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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
In vitroとin vivoの両面での解析を進めることで，PASがAtg1複合体の液－液相分離で形成された液体状の会合体（液滴）であることを強く示唆する結果を得るなど，当初の計画通り順調に研究が進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
酵母におけるPASが液－液相分離により形成された液滴であり，液体の性質を保持していることを，様々な手法を用いて徹底的に検証する．PAS形成はリン酸化と脱リン酸化により制御されているが，最近PAS形成を促進する脱リン酸化酵素が報告された．脱リン酸化酵素がin vitroにおけるAtg1複合体液滴の形成に与える影響の解析も進める．
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| Remarks |
https://www.bikaken.or.jp/
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