2019 Fiscal Year Research-status Report
タンパク質がオートファジーから逃れる機構：オートファジーエスケープの研究
| Project/Area Number |
19K22419
|
|---|
| Research Institution | Niigata University |
|---|
Principal Investigator |
神吉 智丈 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50398088)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
|
| Keywords | オートファジー / タンパク質分解 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
オートファジーは、細胞質のタンパク質やオルガネラをオートファゴソームと呼ばれる膜構造体に包み込んだのち、内容物をリソソームあるいは液胞内に運んで分解する経路である。形態学的にオートファゴソームは無作為に細胞質成分を取り込んでいるように見えるため、オートファジーは非選択的に細胞質成分を分解すると考えられている。例外として、ミトコンドリアや小胞体、Cvt複合体などが専用のレセプターを介してオートファジーにより選択的に分解されることが知られている。一方で、様々なオートファジー誘導条件において、細胞質成分がすべて等しくオートファジーによって分解されることは非合理的と考えられるため、我々は、特定のタンパク質がオートファジーによる分解を免れている機構があると推測し、その機構をオートファジーエスケープと呼んで研究を進めている。令和元年度は、実験系の確立のために、種々のタンパク質のC末端にGFPを結合したキメラタンパク質が発現する細胞株を複数作成した。特に、細胞質に局在するタンパク質、ミトコンドリアやERなどオルガネラに局在するタンパク質を中心に十数種類のタンパク質のオートファジーによる分解を観察した。この結果、細胞質、小胞体、ミトコンドリアの局在するタンパク質は、ある一定時間のオートファジー誘導では、分解される速度が大きく異なるものがあるが、細胞質タンパク質、ミトコンドリアタンパク質など局在ごとに分類すると、その分解速度の差は小さくなることが明らかとなった。また、オートファジー以外のタンパク質分解の影響を受けるものも複数あり、これらの影響を排除できる実験系の確立も必要であることが明らかとなった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究では細胞質の様々なタンパク質のオートファジーによる分解速度を観察することで、オートファジーによる分解を免れるタンパク質を同定しようとし、そのようなタンパク質が同定された場合は、分解を免れる分子機構を解明しようとするものである。これまでに、実験系としてタンパク質のC末端にGFPを付加したキメラタンパク質を発現させる方法がある有効であることが確認できている。一方で、オートファジー以外のタンパク質分解の影響を排除する方法を検討する必要があることも明らかとなった。この問題を解決するために予定外の時間を使うことになり、計画はやや遅れていると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度は、上述のGFPを付加したキメラタンパク質を用いた方法をオートファジー因子であるATG1破壊株で行うことで、オートファジー以外のタンパク質分解量を定量する方法の確立を行う。また、ユビキチンプロテアソーム系に焦点を絞り、その阻害剤やプロテアソーム因子の変異株を用いた実験を行うことで、オートファジー以外のタンパク質分解の影響を検討する。これらの実験と並行して、スクリーニング対象のタンパク質を増やしていき、実際のスクリーニング実験を開始する。
|
| Causes of Carryover |
今年度は、予定より実験系の確立に時間を使ってしまい、実際のスクリーニング実験の開始が遅れている。次年度以降はスクリーニング実験が開始される予定であり、次年度使用額は、スクリーニングに必要な消耗品および人件費等に使用する予定である。
|
