2015 Fiscal Year Annual Research Report
選択的オートファジーにおける分解標的認識制御機構の解明
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25711005
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中戸川 仁 東京工業大学, 生命理工学研究科, 准教授 (90414010)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | オートファジー / 翻訳後修飾 / 細胞内分解 / 細胞小器官 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
選択的オートファジーでは、レセプタータンパク質が分解標的を認識し、Atg11というアダプタータンパク質を介してオートファゴソーム形成装置を標的上にリクルートする。出芽酵母には、液胞酵素会合体、ミトコンドリア、ペルオキシソームを標的とする選択的オートファジー経路があり、それぞれ、Atg19／Atg34, Atg32, Atg36がレセプターとして機能する。本研究では、タンパク質キナーゼHrr25が、Atg19, Atg34, Atg36をリン酸化し、これらとAtg11との結合を強化することで、それぞれが誘導する選択的オートファジー経路を正に制御することを明らかにしてきた。当該年度は引き続き、Hrr25によるレセプターのリン酸化の制御機構を明らかにすべく解析を進めた。Pex3は、ペキソファジーのレセプターAtg36がペルオキシソームへ局在する際の足場となるペルオキソームタンパク質である。Pex3欠損細胞では、Hrr25によるAtg36のリン酸化がほとんど起こらなくなることを見いだした。Atg36のペルオキシソームへの局在化あるいはPex3との相互作用がHrr25によるAtg36のリン酸化に重要である可能性が示唆された。また、核および小胞体の選択的オートファジーを駆動する新規レセプターAtg39, Atg40に関する成果をNature誌に報告した。その後の解析から、Hrr25をノックダウンすると、核および小胞体の選択的オートファジーにも部分的ではあるがで欠損が生じることが明らかとなった。Hrr25がAtg39およびAtg40をリン酸化する可能性について検証中である。Atg39およびAtg40の発現は、窒素源飢餓に応じて誘導される。このメカニズムの研究も開始し、Atg40の発現は、富栄養条件では、Rpd3ヒストン脱アセチル化酵素複合体により抑制されていることが明らかとなった。一方、Atg39の発現は同複合体の変異株でも変化がなかった。したがって、Atg39とAtg40の発現は異なるメカニズムで制御されていることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の研究計画と一部異なる進捗状況となっているが、新たな発見も生まれており、研究は概ね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、Hrr25によるレセプターのリン酸化の制御機構を明らかにする。昨年度までに、選択的オートファジーの誘導条件／非誘導条件でHrr25と結合する因子の候補を、Hrr25の免疫沈降産物の質量分析により網羅的に同定した。これらの中からHrr25によるレセプターのリン酸化に関与する因子を探索する。また、ペルオキシソームタンパク質Pex3がHrr25によるAtg36のリン酸化に必要であることが明らかとなったため、リコンビナントタンパク質を用いた試験管内リン酸化反応再構成系を用いるなどして、この具体的なメカニズムを明らかにする。同様にして、他のレセプター（Atg19およびAtg34）についても、これらの標的への局在化がHrr25によるリン酸化を促す可能性について検証する。Hrr25がAtg39およびAtg40のリン酸化を介して核および小胞体の選択的オートファジーを制御する可能性についても解析を進める。これらレセプターの発現誘導機構に関する解析もさらに進める。
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[Journal Article] Phospholipid methylation controls Atg32‐mediated mitophagy and Atg8 recycling2015
Author(s)
Sakakibara K, Eiyama A, Suzuki SW, Sakoh‐Nakatogawa M, Okumura N, Tani M, Hashimoto A, Nagumo S, Kondo‐Okamoto N, Kondo‐Kakuta C, Asai E, Kirisako H, Nakatogawa H, Kuge O, Takao T, Ohsumi Y, Okamoto K
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Journal Title
EMBO Journal
Volume: 34
Pages: 2703-2719
DOI
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