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2009 Fiscal Year Annual Research Report

オートファジー分子機構とその多様性の解明

Research Project

Project/Area Number 19002015
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

大隅 良典  Tokyo Institute of Technology, 統合研究院, 特任教授 (30114416)

Keywordsオートファジー / ATG / タンパク質分解 / ユビキチン様タンパク質 / 膜動態 / PI3キナーゼ / 栄養飢餓 / ミトコンドリア分解
Research Abstract

今年度の研究成果は未発表の内容も含めて以下のように要約される。
オートファジーの膜動態の根幹をなすオートファゴソーム形成の場として同定したPASに関して以下のことが明らかとなった。1.飢餓によって誘導されるオートファゴソーム形成に関わるPASは外界の栄養に応答して極めて動的に形成、分散が制御されることが明らかとなった。2. PAS形成の最も基部をなす構造としてAtg17, Atg29, Atg3が互いに相互依存性に1:1:1で結合した3者複合体の2量体構造をとっていることが明らかになった。3. PAS形成の階層構造の詳細な理解が進み、Atg13の脱リン酸化に伴いAtg13-Atg1複合体が上記の3者複合体に結合することが明らかとなった。
細胞内Atgタンパク質の存在状態に関する可視化解析が進みAtg9を含む構造の解析が進み、隔離膜形成における役割の一部が明らかになった。
オートファジーに必須な2つの結合反応系を理解する上で、Atg8のリン酸化反応の場を決定することが重要な課題である。そのため厳密な細胞分画と密度勾配遠心法により、Atg8-PEを含むオートファゴソーム形成中間構造を得ることに成功した。
オートファジーの全容を明らかにする上で多様な様式の理解が必須であり、選択的オートファジーの分子機構の解析を進めた。新たにLap3がApe1と同様な選択的オートファジーの基質であることが明らかとなった。リボソーム、Ald6など細胞質に多量に存在する複合体の選択的取り込みがAtg11に依存しない新たな系路であることが明らかとなった。非醗酵性の炭素源で培養した酵母は、増殖停止期に入るとミトコンドリアをオートファジー依存的に液胞で分解すること明らかにし、その過程に必須な因子の網羅的な解析を行い、この過程に多数の因子が必要であることを明らかにした。その中で最も顕著なミトコンドリア分解に欠損を示す遺伝子としてAtg32を同定した。Atg32はミトコンドリア外膜を一回貫通する膜タンパク質であり、Atg11、Atg8と結合することで分解レセプターとしてミトコンドリアの包み込みに関与することが明らかとなった。

  • Research Products

    (30 results)

All 2010 2009

All Journal Article (17 results) (of which Peer Reviewed: 17 results) Presentation (13 results)

  • [Journal Article] Tor directly controls the Atg1 kinase complex to regulate autophagy2010

    • Author(s)
      Kamada Y
    • Journal Title

      Mol.Cell Biol. 30

      Pages: 1049-1058

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Current knowledge of the pre-autophagosomal structure(PAS)2010

    • Author(s)
      Suzuki K
    • Journal Title

      FEBS lett. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atg8-family interacting motif crucial for selective autophagy2010

    • Author(s)
      Noda NN
    • Journal Title

      FEBS lett. (in press)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Lap3 is a selective target of autophagy in yeast, Saccharomyces cerevisiae2009

    • Author(s)
      Kageyama, T.
    • Journal Title

      Biochem.Biophys.Res.Comm. 378

      Pages: 551-557

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A. Autophagy plays a role in chloroplast degradation during senescence in individually darkened leaves2009

    • Author(s)
      Wada, S.
    • Journal Title

      Plant Physiol. 149

      Pages: 885-893

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atg17 recruits Atg9 to organize the pre-autophagosomal structure2009

    • Author(s)
      Sekito, T.
    • Journal Title

      Genes Cells 14

      Pages: 525-538

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] OsATG10b, an autophagosome component, is needed for cell survival against oxidative stresses in rice2009

    • Author(s)
      Shin, J.
    • Journal Title

      Mol Cells. 27

      Pages: 67-74

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The amino-terminal region of Atg3 is essential for association with phosphatidylethanolamine in Atg8 lipidation2009

    • Author(s)
      Hanada, T.
    • Journal Title

      FEBS Lett. 583

      Pages: 1078-1083

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The structure of Atg4B-LC3 complex reveals the mechanism of LC3-processing and delipidation during autophagy2009

    • Author(s)
      Satoo, K.
    • Journal Title

      EMBO J. 28

      Pages: 1341-1350

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Crystallization of Saccharomyces cerevisiae alpha-mannosidase, a cargo protein of the Cvt pathway2009

    • Author(s)
      Watanabe Y
    • Journal Title

      Acta Crystallogr.Sect.F Struct.Biol.Cryst.Commun. 65

      Pages: 571-573

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mitochondria-anchored receptor Atg32 mediates degradation of mitochon dria via selective autophagy2009

    • Author(s)
      Okamoto, K., Kondo-Okamoto, N.
    • Journal Title

      Dev.Cell 17

      Pages: 87-97

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Autophagy negatively regulates cell death by controlling NPR1-dependent salicylic acid signaling during senescence and the innate immune response in Arabidopsis2009

    • Author(s)
      Yoshimoto K
    • Journal Title

      Plant Cell 21

      Pages: 2914-2927

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Characterization of the Atg17-Atg29-Atg31 complex specifically required for starvation-induced autophagy in Saccharomyces cerevisiae2009

    • Author(s)
      Kabeya Y
    • Journal Title

      Biochem.Biophys.Res.Comm 389

      Pages: 612-615

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The dimeric coiled-coil structure of Saccharomyces cerevisiae Atg16 and its functional significance in autophagy2009

    • Author(s)
      Fujioka Y
    • Journal Title

      J.Biol.Chem. 285

      Pages: 1508-1515

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A landmark protein essential for mitophagy2009

    • Author(s)
      Okamoto K
    • Journal Title

      Autophagy 5

      Pages: 1203-1206

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamics and diversity in autophagy mechanisms : lessons from yeast2009

    • Author(s)
      Nakatogawa H
    • Journal Title

      Nat.Rev.Mol.Cell Biol. 10

      Pages: 458-467

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ATG Systems from the Protein Structural Point of View2009

    • Author(s)
      Noda NN
    • Journal Title

      Chem Rev. 109

      Pages: 1587-1598

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Molecular Machinery for Autophagosome Formation2010

    • Author(s)
      Yoshinori Ohsumi
    • Organizer
      Keystone Symposia Confernce, Membrane Organization
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      2010-01-10
  • [Presentation] Molecular Basis for Biological Membrane Organization and Dynamics2010

    • Author(s)
      中戸川仁
    • Organizer
      Keystone Symposia Confernce, Membrane Organization
    • Place of Presentation
      Snowbird, Utah, USA
    • Year and Date
      2010-01-10
  • [Presentation] System of Atg Proteins for Membrane Dynamics during Autophagy2009

    • Author(s)
      Yoshinori Ohsumi
    • Organizer
      21st IUBMB and the 12th FAOBMB International Congress of Biochemistry and Molecular Biology
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      20090802-20090807
  • [Presentation] Analysis of the sensor proteins in the Rim101 pathway detecting lipid asymmetry2009

    • Author(s)
      Keisuke Obara
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
  • [Presentation] Functional characterization of Avt/LYAAT1-related vacuolar amino acid transporters in Arabidopsis2009

    • Author(s)
      Yuki Fujiki
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
  • [Presentation] Analysis of Gtr1-Gtr2 complex on TOR signal transduction pathway2009

    • Author(s)
      Takeshi Sekiguchi
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
  • [Presentation] オートファゴソーム形成に必須のユビキチン様タンパク質Atg8の細胞内フラックスの解析2009

    • Author(s)
      中戸川仁
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸国際会議場
    • Year and Date
      2009-10-21
  • [Presentation] Recent studies on diverse modes of autophagy in yeast2009

    • Author(s)
      Yoshinori Ohsumi
    • Organizer
      EMBO Meeting
    • Place of Presentation
      Switzerland, Ascona
    • Year and Date
      2009-10-17
  • [Presentation] Present knowledge on Atg proteins essential for autophagosome formation2009

    • Author(s)
      Yoshinori Ohsumi
    • Organizer
      ISA(第5回オートファジー国際会議)
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Analyses of Atg8-PE-containing structures involved in autophagosome formation2009

    • Author(s)
      中戸川仁
    • Organizer
      ISA(第5回オートファジー国際会議)
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Lap3 is a selective target of autophagy in yeast, Saccharomyces cerevisiae2009

    • Author(s)
      Kuninori Suzuki
    • Organizer
      ISA(第5回オートファジー国際会議)
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Molecular basis of mitochondrial degradation via selective autophagy in yeast2009

    • Author(s)
      Koji Okamoto
    • Organizer
      ISA(第5回オートファジー国際会議)
    • Place of Presentation
      大津プリンスホテル
    • Year and Date
      2009-09-25
  • [Presentation] Roles of Protein Disulfide Isomerase-Mediated Disulfide Bond Formation of Yeast Mnllp in ER-Associated Degradation2009

    • Author(s)
      Machiko Nakatogawa
    • Organizer
      第61回日本細胞生物学会大会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2009-06-02

URL: 

Published: 2011-06-16   Modified: 2016-04-21  

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