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2011 Fiscal Year Research-status Report

オートファジーの「定説」への挑戦

Research Project

Project/Area Number 23657129
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

吉森 保  大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60191649)

Project Period (FY) 2011-04-28 – 2013-03-31
Keywordsユビキチン / LC3
Research Abstract

1)LC3は選択的オートファジーの鍵を握るのか? ポリスチレンビーズにトランスフェクション試薬をまぶし培養細胞に加えると、細胞に取り込まれた後サルモネラ同様オートファゴソームに選択的に包まれるので、その系を用いた解析を行った。まずAtg5-KOや Atg7-KO細胞などLC3-IIが形成されず標的にLC3がリクルートされない細胞でも、他のAtgタンパク質は全てリクルートされオートファゴソーム膜がビーズ周囲にできることを明らかにした(ただし、完全に閉じたオートファゴソームはできない)。次に主なAtgタンパク質についてビーズにリクルートされる順序をビデオ顕微鏡で検討し、LC3のリクルートが一番最後であることを示した。最も早く現れるのはAtg5複合体であった。Atg5複合体のリクルートがユビキチンに依存していることを、E1酵素阻害剤で確認した。さらにAtg複合体がどのようにしてユビキチンを認識するのか、その分子メカニズムを明らかにした。2)標的がユビキチン化されているのか? 上記の人工ビーズがオートファゴソームで包まれた後、細胞を破砕しビーズを細胞分画法にて精製したところ、LC3などと共に多数のユビキチン化タンパク質が検出された。ビーズはサルモネラのように自己のタンパク質を持たないので、これらは宿主細胞由来のタンパク質と考えられる。実際、ビーズを包むエンドソーム膜に存在するトランスフェリン受容体を調べると、通常は起こらないユビキチン化が観察された。また、LLOMeなどによってリソソームを傷つけてもユビキチン化が起こり、ユビキチン化されたリソソームのみがオートファジーの標的となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

まず実績概要に示したように、LC3がリクルートされなくても他のAtgタンパク質がリクルートされ、かつオートファゴソーム膜の形成が開始されること、LC3より先に他のAtgタンパク質がリクルートされることを明らかにしたことでLC3が選択的オートファジーの最重要因子であるという従来の定説を完全に覆した。さらに、Atg5複合体が最初にユビキチンを認識することや認識のメカニズムを解明し、従来説に代わって選択性を説明するモデルを提示した。そして選択性を規定するユビキチン化はこれまで考えられていたように病原体で起こる必要は無く、むしろ病原体を包むエンドソーム膜が傷ついたときにそこで起こることを示した。目標としていた成果を全て得ることができ、最初の年度の達成度は100%だと言える。

Strategy for Future Research Activity

計画では2年目に、細胞死説の検証を行う予定になっている。過剰なオートファジーが起こる変異細胞の取得を試みるが、もしそれが難しい場合は、オートファジーを負に制御する因子のノックアウトなどで細胞死が起こるかを検討する。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成24年度は当初の計画通り1,400,000円の予算を、2年目に予定している実験遂行のため主に消耗品の購入にあてる。

  • Research Products

    (19 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (12 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Autophagy guards against Cisplatin-induced acute kidney injury.2012

    • Author(s)
      Takahashi A, Kimura T, Takabatake Y, Namba T, Kaimori J, Kitamura H*, Matsui I, Niimura F, Matsusaka T, Fujita N, Yoshimori T, Isaka Y*, Rakugi H.
    • Journal Title

      Am J Pathol.

      Volume: 180 Pages: 517-25

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The LC3 recruitment mechanism is separate from Atg9L1-dependent membrane formation in the autophagic response against Salmonella.2011

    • Author(s)
      Kageyama S, Omori H, Saitoh T, Sone T, Guan JL, Akira S, Imamoto F, Noda T*, Yoshimori T*.
    • Journal Title

      Mol Biol Cell.

      Volume: 22 Pages: 2290-300

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A sensitive and quantitative technique for detecting autophagic events based on lysosomal delivery.2011

    • Author(s)
      Katayama H, Kogure T, Mizushima N, Yoshimori T, Miyawaki A*.
    • Journal Title

      Chem Biol.

      Volume: 18 Pages: 1042-52

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Proteome of ubiquitin/MVB pathway: possible involvement of iron-induced ubiquitylation of transferrin receptor in lysosomal degradation.2011

    • Author(s)
      Tachiyama R, Ishikawa D, Matsumoto M, Nakayama KI, Yoshimori T, Yokota S, Himeno M, Tanaka Y, Fujita H*.
    • Journal Title

      Genes Cells.

      Volume: 16 Pages: 448-66

    • DOI

      10.1111/j.1365-2443.2011.01499.x.

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dysfunction of autophagy participates in vacuole formation and cell death in cells replicating hepatitis C virus.2011

    • Author(s)
      Taguwa S, Kambara H, Fujita N, Noda T, Yoshimori T, Koike K, Moriishi K, Matsuura Y*.
    • Journal Title

      J Virol.

      Volume: 85 Pages: 13185-94

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Atg16L2, a novel isoform of mammalian Atg16L that is not essential for canonical autophagy despite forming an Atg12-5-16L2 complex.2011

    • Author(s)
      Ishibashi K, Fujita N, Kanno E, Omori H, Yoshimori T, Itoh T, Fukuda M*.
    • Journal Title

      Autophagy

      Volume: 7 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] オートファジー:生命を護る細胞内大規模分解システム2012

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      第24回気道病態研究会(招待講演)
    • Place of Presentation
      東京ステーションコンファレンス、東京
    • Year and Date
      2012.3.3
  • [Presentation] Autophagy: Molecular Machinery, Membrane Dynamics, and Role in Diseases2012

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      ASI シンポジウム’Frontier in Cell Biology Research’(招待講演)
    • Place of Presentation
      The Chinese University of Hong Kong, China
    • Year and Date
      2012.1.4
  • [Presentation] Insights into Membrane Dynamics in Selective and Non-Selective Autophagy2012

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      2012 Senri Life Science Int. Symposium on ‘Cutting-edge of Autophagy Study’(招待講演)
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンタービル、大阪
    • Year and Date
      2012.1.20
  • [Presentation] Autophagosome Formation: between the ER and Mitochondria2011

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      Gordon Research Conference ‘Molecular Membrane Biology’(招待講演)
    • Place of Presentation
      Proctor Academy,Andover, NH, U.S.A.
    • Year and Date
      2011.7.14
  • [Presentation] Mechanistic Insight into Membrane Dynamics in Autophagy2011

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      第30回内藤コンファレンス(招待講演)
    • Place of Presentation
      シャトレーゼガトーキングダムサッポロ、北海道
    • Year and Date
      2011.6.30
  • [Presentation] Autophagy, A Guardian of Cells against Infection2011

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      The 19th Federation Meeting of Korean Basic Medical Scientists(招待講演)
    • Place of Presentation
      Grand Hilton Seoul, Convention Center, Korea
    • Year and Date
      2011.5.13
  • [Presentation] New Insights into Selective Autophagy2011

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      Zing Conference on Autophagy 2011(招待講演)
    • Place of Presentation
      Occidental Grand Xcaret,Mexico
    • Year and Date
      2011.12.9
  • [Presentation] Autophagy: Molecular Machinery and Role in Diseases2011

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      第27回熊本医学・生物科学シンポジウム(招待講演)
    • Place of Presentation
      熊本大学山崎記念館、熊本
    • Year and Date
      2011.11.23
  • [Presentation] Autophagy: New Insights into Its Membrane Dynamics2011

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      The 2nd Int. Symposium on Ubiquitin and Ubiquitin-Like Modifications(招待講演)
    • Place of Presentation
      Sinica アカデミア生物医科学研究所、台北、台湾
    • Year and Date
      2011.11.11
  • [Presentation] Where Does Autophagosome Come from?: Membrane Biogenesis in Autophagy2011

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      第2回日中オートファジーシンポジウム(招待講演)
    • Place of Presentation
      湘南国際村センター、神奈川
    • Year and Date
      2011.10.6
  • [Presentation] Insights into Membrane Dynamics in Autophagy2011

    • Author(s)
      Tamotsu Yoshimori
    • Organizer
      EMBO Conference on Autophagy in Health and Disease(招待講演)
    • Place of Presentation
      Ma’ale Hachamisha Hotel,,Israel
    • Year and Date
      2011.10.31
  • [Presentation] 非選択的および選択的オートファジーにおける膜創成2011

    • Author(s)
      吉森 保
    • Organizer
      第1回都医学研シンポジウム(招待講演)
    • Place of Presentation
      津田ホール、東京
    • Year and Date
      2011.10.27
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yoshimori/jp/achievement/010/

URL: 

Published: 2013-07-10  

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