2021 Fiscal Year Annual Research Report
オートファジーにおける隔離膜伸長過程の多角的な微細構造解析
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19K16478
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| Research Institution | Fukushima Medical University |
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Principal Investigator |
田村 直輝 福島県立医科大学, 医学部, 講師 (70745992)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | オートファジー / 高浸透圧ストレス / ストレス顆粒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（マクロ）オートファジーとは飢餓ストレスなどに応答して細胞内の構成成分をオートファゴソームという２重の隔離膜で包み込み分解する経路である。オートファジーは神経変性疾患など様々な疾患に関与しているとされるが、隔離膜形成の分子メカニズムは不明な点が多く、詳細な解析が必要不可欠と考えられる。申請者は、オートファジーにおける隔離膜形成因子の一つであるAtg2に注目して、マクロオートファジーにおける隔離膜伸長を制御することで隔離膜形成の経時的かつ微細構造レベルの解析を計画した。しかし、近年の研究からAtg2には脂質の輸送活性があり、隔離膜形成における脂質供給過程の中核を担っていることが提唱され、多くの研究グループがAtg2に注目して現在進行形で研究を行っている。そこで他の研究との差別化を図るために、当初予定していた飢餓ストレス下におけるオートファジーの隔離膜形成メカニズム解明から高浸透圧ストレス下で誘導される隔離膜形成メカニズム解明へとシフトすることにした。結果として、高浸透圧ストレス下でp62とポリユビキチン鎖を中心とした非膜性オルガネラ（p62顆粒）が形成され、これをオートファジー隔離膜が特異的に認識し、リソソームで分解していることを明らかにした。さらに、p62顆粒と高浸透圧ストレス下で形成される別の非膜性オルガネラであるストレス顆粒の微細構造を電子相関顕微鏡（CLEM）法で解析した。結果、明らかに両顆粒の形態が異なっており、p62顆粒の方が濃い分子密度でより球形であることが分かった。また、高浸透圧ストレス下におけるp62顆粒形成およびオートファジーによる分解がヒト角膜３次元モデルでも観察されたことから多細胞実験系でも起こる現象であることが分かった。
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