Elucidation of the Rab regulatory network that induces bacterial species-specific xenophagy

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H03471
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 49050:Bacteriology-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Nakagawa Ichiro 京都大学, 医学研究科, 教授 (70294113)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野澤 孝志 京都大学, 医学研究科, 准教授 (10598858) ; 相川 知宏 京都大学, 医学研究科, 助教 (70725499)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゼノファジー / A群レンサ球菌 / ユビキチン化 / Fboxプロテイン / 菌体表層糖鎖 / GAC / ガレクチン

Outline of Final Research Achievements

Xenophagy is a phenomenon in which bacteria invading the cell are recognized as foreign and degraded by autophagy. We have analyzed the recognition and elimination by xenophagy of bacteria invading the cell by producing mutants of the carbohydrate synthesis system at the topmost surface of group A Streptococcus bacteria. The mutant was found to recognize group A streptococcal polysaccharide antigens and induce xenophagy, and the recognition was found to involve the FBXO2 protein, a component of the intracellular ubiquitin ligase complex, whose function in bacterial infection was previously unknown.

Free Research Field

細菌学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、細胞内に侵入した菌の認識と排除に、菌体表層の糖を認識してユビキチン化を誘導する新たなメカニズムを明らかとした。実際に、ゼノファジー誘導においては感染する菌の種類によって動員される細胞内のメンブレントラフィッキングに関わる分子が大きく異なっていることから、以前からどのように菌種を見分けているのかという点が不明であったが、今回の研究で、その一端を明らかにできたと考えている。宿主細胞内には、まだまだ機能が明らかとなっていないユビキチンリガーゼが存在しており、我々が想像している以上に、細胞内の異物を細かくかつ正確に認識している可能性がある。