2011 Fiscal Year Annual Research Report

オートファジー現象における隔離膜形成・伸張機構の微細構造解析

Research Project

Project/Area Number	21659045
Research Institution	Fukushima Medical University
Principal Investigator	和栗聡福島県立医科大学, 医学部, 教授 (30244908)
Keywords	Atgタンパク質 / オートファゴソーム / 隔離膜 / 電子顕微鏡 / DFCP1 / オメガソーム / 電子線トモグラフィー法
Research Abstract	本研究では飢餓により誘導されるオートファゴソーム隔離膜に付属する新規微細構造について、オスミウム酸を利用した特殊固定法を用いて詳細に形態学解析を行い、その生成機序を明らかにすることを目的とする。本年度は以下に列挙する成果を得た。 1.昨年度までに、オメガソームマーカーであるGFP-DFCP1の局在をAtg3欠損線維芽細胞において免疫電顕法で解析し、同分子がオートファジー隔離膜近傍の新規小管状構造に局在することを見出した。本年度はこれに加えて定量解析を行い、約2/3のシグナルが同小管状構造に局在した。このことは同小管状構造がオメガソームの本態であることを強く示唆する。 2.また、野生型およびAtg3欠損線維芽細胞を用いて電子線トモグラフィー法による3次元立体構造解析を行い、同小管状構造が隔離膜のギャップ部位に位置すること、そしてその一部が近傍の粗面小胞体および隔離膜と連続していることを明らかにした。 3.さらにAtg3欠損線維芽細胞においてGFP-DFCP1のライブセルイメージングを行い、GFP-DFCP1が極めて動的な動きをしつつ隔離膜形成に関与していることを見出した。 4.Atg5,7,16L,FIP200欠損細胞について同様の固定法を用いて形態解析したところ、Atg5,7欠損細胞でも新規小管状構造が観察できたが、FIP200欠損細胞では見つからなかった。このことは、同構造の形成がAtg結合反応には依存せず、より上流のシグナル因子群に依存することを示唆する。以上の成果は論文として作成し、次年度投稿予定である。また、専門分野の学術会議での発表を果たした(本報告書では未記載)。