2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of the noncanonical functions of ATG conjugation system and their roles in neurodegeneration
Publicly Offered Research
| Project Area | Multimode autophagy: Diverse pathways and selectivity |
|---|
| Project/Area Number |
22H04638
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
桑原 知樹 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (10533903)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | オートファジー / リソソーム / ATG結合系 / 神経変性 / LRRK2 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
ATG12-5-16L1複合体はオートファジーにおける機能とは別に、CASM（Conjugation of ATG8 to Single Membranes）と呼ばれる機構により、LC3などのAtg8ファミリー分子をリソソーム一重膜に結合させる。我々はこれまでに、LC3のほかにパーキンソン病（PD）病因キナーゼLRRK2もCASMを介してリソソームに局在化することを明らかにしてきた。本年度はまず、投稿論文の改訂のため、LRRK2のリソソーム一重膜上への局在化をCLEM法による電子顕微鏡観察により確認するとともに、LC3, GABARAPなどの6種類のAtg8分子とLRRK2との結合の有無について検討し、免疫沈降法ではいずれの分子とも結合しないことを確認した。またATG4の阻害によりAtg8脂質化を変化させてもLRRK2の局在や活性には影響しなかったことから、LRRK2のリソソーム局在化はAtg8との結合を介さないものと推察された。これらのデータは論文改訂後、J Cell Biol誌に発表した。
CASMによるLRRK2制御機構についてはさらに検討を行った。LRRK2がATG16L1およびリソソームV-ATPaseと直接結合する可能性や、V-ATPaseの強制活性化によりLRRK2活性化が誘導されること、これによりリソソームの細胞外放出が誘導されることを見出した。神経変性との関連については、LRRK2の家族性PD変異の効果について解析を行ったが、明確な効果は認められなかった。リソソーム細胞外放出においてはエクソソーム様小胞の放出を伴うこと、細胞内在化した不溶性αシヌクレインも同時に放出され、これが受け手側の細胞内において凝集誘導能を有することなどを明らかにした。
|
| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
