| 研究領域 | マルチモードオートファジー：多彩な経路と選択性が織り成す自己分解系の理解 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
19H05707
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
生物系
|
|---|
| 研究機関 | 北海道大学 (2021-2023)
公益財団法人微生物化学研究会 (2019-2020) |
|---|
研究代表者 |
野田 展生 北海道大学, 遺伝子病制御研究所, 教授 (40396297)
|
|---|
| 研究分担者 |
福田 善之 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (60571099)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
139,490千円 (直接経費: 107,300千円、間接経費: 32,190千円)
2023年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2022年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2021年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2020年度: 27,170千円 (直接経費: 20,900千円、間接経費: 6,270千円)
2019年度: 30,810千円 (直接経費: 23,700千円、間接経費: 7,110千円)
|
|---|
| キーワード | オートファジー / 構造生物学 / クライオ電子顕微鏡 / X線結晶構造解析 / 高速AFM |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究ではX線結晶解析法、クライオ電子顕微鏡法、高速原子間力顕微鏡法、核磁気共鳴法などの構造生物学的手法を駆使して、オートファジーシステムを構成するタンパク質群の構造決定を行なう。そして構造情報に基づいた機能解析を行ない、各タンパク質が担う分子機能およびその作動原理を明らかにすることで、オートファジーにおける未解決課題の解明を目指す。
|
| 研究実績の概要 |
非選択的オートファジーにおいて、オートファゴソームの成形機構はよくわかっていなかった。全て全長のE1, E2, E3酵素を使ってAtg8を偏長巨大リポソーム（GUV）に結合させる実験を行うことで、オートファゴソームの成形過程を再構成することに成功した。そしてNMRおよび高速AFMによる解析により、脂質化Atg8とE1, E2, E3酵素および脂質膜は弱い多価相互作用を互いに形成すること、その結果脂質膜上で動的な網目状構造を形成することが明らかとなった。
マイトファジーではオートファゴソーム内に収まるサイズにミトコンドリアが分断化されるが、そのメカニズムは不明であった。出芽酵母および分裂酵母においてマイトファジーに必須な新規因子Atg44を同定し、Atg44がミトコンドリアの断片化に関わること、Atg44単独でin vitroにおいて脂質膜チューブを切断する活性を持つを明らかにした。さらにAtg44の結晶構造を決定してその両親媒性構造を明らかにするとともに、高速AFMを用いた解析によりAtg44は曲率の高い膜に結合し、膜の不安定化を引き起こすことを明らかにした。
哺乳類細胞における代表的なオートファジー分解基質であるp62ボディにULK1およびVault粒子が濃縮することを見出した。濃縮したULK1はp62をリン酸化し、KEAP1をp62ボディ内に蓄積させること、その結果転写因子NRF2が活性化し、レドックス非依存性ストレス応答を引き起こすことが明らかとなった。一方Vault粒子はNBR1依存的にp62ボディに取り込まれること、その結果Vault粒子は選択的オートファジーにより分解されることを明らかにした。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
|
