2016 Fiscal Year Annual Research Report
栄養条件に依存してオートファゴソームの成熟過程を制御するRabの統合的機能解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states |
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| Project/Area Number |
16H01189
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
福田 光則 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50311361)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 低分子量G蛋白質Rab / オートファゴソーム / リソソーム / オートファジー / 融合 / 膜輸送 / ノックアウト細胞株 / 蛋白質分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
低分子量G蛋白質Rabは真核生物に普遍的に保存された膜（小胞）輸送の制御因子で、ヒトなどでは60種類以上の異なるRab分子が存在し、様々なタイプの膜輸送を制御している。ダイナミックな膜動態を伴うオートファジー（自食）も例外ではなく、近年複数のRab分子やそれらの制御因子のオートファジーへの関与が報告されている。しかし、Rabの種類数が非常に多いこともあり、Rabによるオートファジー制御の仕組みは未だ不明な点が多い。当研究室ではこれまで、哺乳動物に存在する全てのRabをシステマティックに解析可能なツールを駆使して、Rabによるオートファジーのダイナミックな膜動態の制御機構の解明に取り組んで来た。本研究では、栄養状態に依存したオートファゴソームとリソソームの融合過程、すなわちオートファゴソームの成熟過程に関与する新規Rab分子に焦点を当て、その分子機構の解明に取り組んだ。本年度は、ショウジョウバエの幼虫から成虫への変態期において、筋細胞内で起こる筋線維やT管の再構成過程にオートファジーが必須の役割を果たすことを初めて明らかにした（eLIfe, 2017）。また、この過程を制御する新規因子のスクリーニングを行い、Rab2を同定することにも成功した。興味深いことに、Rab2を欠損させたハエでは、筋細胞内の再編成が正しく行われず、細胞内にオートファゴソームが蓄積していた。詳細な解析の結果、Rab2はショウジョウバエだけでなく哺乳動物の細胞においても、繋留因子として知られるHOPS複合体及びシンタキシン17を含むSNARE複合体との相互作用を介して、栄養条件下でオートファゴソームとリソソームの融合過程に関与することを突き止めた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本年度は、ショウジョウバエの変態期に筋線維やT管の再構成が起こること、この際オートファジーが必須の役割を果たすことを明らかにした。また、栄養条件下でオートファジーとリソソームの融合を制御する新規因子として低分子量G蛋白質・Rab2の同定に成功するなど、期待以上の成果を挙げることができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も引き続き、新たなRabノックアウト細胞株を作製し、飢餓により誘導されるオートファジー、特にオートファゴソームとリソソームの融合過程を制御するRabの同定を進めて行きたい。
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[Journal Article] Genetic screen in Drosophila muscle identifies autophagy-mediated T-tubule remodeling and a Rab2 role in autophagy.2017
Author(s)
Fujita, N., Huang, W., Lin, T.-H., Groulx, J.-F., Jean, S., Nguyen, J., Kuchitsu, Y., Koyama-Honda, I., Mizushima, N., Fukuda, M. and Kiger, A. A.
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Journal Title
eLife
Volume: 6
Pages: e23367
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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