オートファジーの生理機能の総合的理解

• 研究課題/領域番号: 16H06375
• 研究種目: 基盤研究(S)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 大隅 良典 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 栄誉教授 (30114416)
• 研究分担者: 堀江 朋子 (川俣朋子) 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70435527)
• 研究期間 (年度): 2016-05-31 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 186,810千円 (直接経費: 143,700千円、間接経費: 43,110千円); 2020年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円); 2019年度: 37,050千円 (直接経費: 28,500千円、間接経費: 8,550千円); 2018年度: 34,580千円 (直接経費: 26,600千円、間接経費: 7,980千円); 2017年度: 35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円); 2016年度: 63,570千円 (直接経費: 48,900千円、間接経費: 14,670千円)
• キーワード: オートファジー / 分解基質 / RNA分解 / 酵母 / ATG / タンパク質 / 細胞内分解 / 基質 / タンパク質分解 / 質量分析 / 膜脂質 / 膜動態 / ユビキチン様タンパク質

研究成果の概要

オートファジーの研究は大きな広がりを見せているが、まだ生化学的な実証性が弱いという欠点がある。本研究はオートファジーにより、何が何時、如何に分解されるか明らかにすることを目的とした。多くの知見を蓄積してきた酵母の系の優位性を生かして、分解ターゲット、分解産物の正確な把握と代謝に対する影響に関して、新たな手法の確立と、新たな視点を与えた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オートファジー研究は、今日哺乳動物における生理的役割に関して目覚ましい展開を見ているが、その分子レベルの理解に関しては、多くのことがブラックボックスとして残されている。本研究は30年以上の酵母の系での実績と、系の優位性を生かし、分解基質、分解過程、分解産物の解析を通じて、今一度高等動植物のオートファジー研究に新しい視点を与えることを目指してきたが、一定の成果をあげることができたと考えている。

評価記号

検証結果 (区分)

A

研究成果

• [雑誌論文] Autophagy increases zinc bioavailability to avoid light-mediated reactive oxygen species production under zinc deficiency. (2020)
  • 著者名/発表者名: 6.Shinozaki D, Merkulova A. E, Naya L, Horie T, Kanno Y, Seo M, Ohsumi Y, Masclaux-Daubresse C, *Yoshimoto K.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 182 号: 3 ページ: 1284-296
  • DOI: 10.1104/pp.19.01522
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Liquidity Is a Critical Determinant for Selective Autophagy of Protein Condensates (2020)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Akinori、Alam Jahangir Md.、Noshiro Daisuke、Hirata Eri、Fujioka Yuko、Suzuki Kuninori、Ohsumi Yoshinori、Noda Nobuo N.
  • 雑誌名: Molecular Cell 巻: 77 号: 6 ページ: 1163-1175
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2019.12.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase separation organizes the site of autophagosome formation (2020)
  • 著者名/発表者名: Fujioka Yuko、Alam Jahangir Md.、Noshiro Daisuke、Mouri Kazunari、Ando Toshio、Okada Yasushi、May Alexander I.、Knorr Roland L.、Suzuki Kuninori、Ohsumi Yoshinori、Noda Nobuo N.
  • 雑誌名: Nature 巻: 578 号: 7794 ページ: 301-305
  • DOI: 10.1038/s41586-020-1977-6
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] TORC1 inactivation stimulates autophagy of nucleoporin and nuclear pore complexes (2020)
  • 著者名/発表者名: Tomioka Yui、Kotani Tetsuya、Kirisako Hiromi、Oikawa Yu、Kimura Yayoi、Hirano Hisashi、Ohsumi Yoshinori、Nakatogawa Hitoshi
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 巻: 219 号: 7 ページ: 301-305
  • DOI: 10.1083/jcb.201910063
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autophagy facilitates adaptation of budding yeast to respiratory growth by recycling serine for one-carbon metabolism (2020)
  • 著者名/発表者名: May Alexander I.、Prescott Mark、Ohsumi Yoshinori
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 11 号: 1
  • DOI: 10.1038/s41467-020-18805-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg9 is a lipid scramblase that mediates autophagosomal membrane expansion (2020)
  • 著者名/発表者名: Matoba Kazuaki、Kotani Tetsuya、Tsutsumi Akihisa、Tsuji Takuma、Mori Takaharu、Noshiro Daisuke、Sugita Yuji、Nomura Norimichi、Iwata So、Ohsumi Yoshinori、Fujimoto Toyoshi、Nakatogawa Hitoshi、Kikkawa Masahide、Noda Nobuo N.
  • 雑誌名: Nature Structural & Molecular Biology 巻: 27 号: 12 ページ: 1185-1193
  • DOI: 10.1038/s41594-020-00518-w
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atg2 mediates direct lipid transfer between membranes for autophagosome formation. (2019)
  • 著者名/発表者名: Osawa T, Kotani T, Kawaoka T, Hirata E, Suzuki K, Nakatogawa H, Ohsumi Y, Noda NN*.
  • 雑誌名: Nat. Struct. Mol. Biol. 巻: 26 ページ: 281-288
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Two distinct mechanisms target the autophagy-related E3 complex to the pre-autophagosomal structure (2019)
  • 著者名/発表者名: Harada K**, Kotani T**, Kirisako H, Sakoh-Nakatogawa M, Oikawa Y, Kimura Y, Hirano H, Yamamoto H, Ohsumi Y, Nakatogawa H*.,
  • 雑誌名: eLife 巻: 8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of autophagy activated during changes in carbon source availability in yeast cells (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwama R, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 294 ページ: 5590-5603
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Analysis of autophagy activated during changes in carbon source availability in yeast cells. (2019)
  • 著者名/発表者名: Iwama R, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 294 ページ: 5590-5603
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The Atg2-Atg18 complex tethers pre-autophagosomal membranes to the endoplasmic reticulum for autophagosome formation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Kotani T, Kirisako H, Koizumi M, Ohsumi Y, Nakatogawa H.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 巻: 115 ページ: 10363-10368
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lipidation-independent vacuolar functions of Atg8 rely on its noncanonical interaction with a vacuole membrane protein (2018)
  • 著者名/発表者名: Liu XM, Yamasaki A, Du XM, Coffman VC, Ohsumi Y, Nakatogawa H, Wu JQ, Noda NN.
  • 雑誌名: eLIFE 巻: 7
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Atg7 activates an autophagy-essential ubiquitin-like protein Atg8 through multi-step recognition (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi M, Satoo K, Suzuki H, Fujioka Y, Ohsumi Y, Inagaki F, Noda NN.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol. 巻: 430 ページ: 249-257
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Autophagy induction under carbon starvation conditions is negatively regulated by carbon catabolite repression (2017)
  • 著者名/発表者名: Adachi A, Koizumi M, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 292 ページ: 19905-19918
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recycling of iron via autophagy is critical for the transition from glycolytic to respiratory growth (2017)
  • 著者名/発表者名: Horie T, Kawamata T, Matsunami M, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem.[Faculty of 1000] 巻: 292 ページ: 8533-8543
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Zinc starvation induces autophagy in yeast (2017)
  • 著者名/発表者名: Kawamata T, Horie T, Matsunami M, Sasaki M, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem.[editor’s pick up] 巻: 292 ページ: 8520-8530
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Recycling of trace metals by the bulk autophagy in the budding yeast, Saccharomyces cerevisiae (2017)
  • 著者名/発表者名: Horie T, Kawamata T, Ohsumi Y.
  • 雑誌名: J. Adv. Nutr. Hum. Metab. 巻: 3
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Functional identification of AtAVT3, a family of vacuolar amino acid transporters, from Arabidopsis. (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiki Y, Teshima H, Kashiwao S, Kawano-Kawada M, Ohsumi Y, Kakinuma Y and Sekito T
  • 雑誌名: FEBS Letters 巻: 591 号: 1 ページ: 5-15
  • DOI: 10.1002/1873-3468.12507
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The Intrinsically Disordered Protein Atg13 Mediates Supramolecular Assembly of Autophagy Initiation Complexes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Fujioka Y, Suzuki SW, Noshiro D, Suzuki H, Kondo-Kakuta C, Kimura Y, Hirano H, Ando T, Noda NN, Ohsumi Y
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 38 号: 1 ページ: 86-99
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2016.06.015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Structural mechanisms of receptor-mediated selective autophagy of aggregated aminopeptidase I. (2016)
  • 著者名/発表者名: Akinori Yamasaki, Yasunori Watanabe, Wakana Adachi, Kuninori Suzuki, Kazuaki Matoba, Hiromi Kirisako, Hiroyuki Kumeta, Hitoshi Nakatogawa, Yoshinori Ohsumi, Fuyuhiko Inagaki and Nobuo N. Noda
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 16 号: 1 ページ: 19-27
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2016.05.066
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Lecture on Autophagy (2020)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The 'Healthy Moscow’ Assembly, Moscow
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from yeast : Molecular dissection of autophagy (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: NOBEL AROSS CHINA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Recycling System : Essential For Life And Also For Society (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: the 49th St. Gallen Symposium, Switzerland
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on my 30 years’ of yeast autophagy research (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: 30th KSMCB, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lecture on Autophagy (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The WLA 2nd annual Forum is organized by Shanghai Municipal Government
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on 30 years of autophagy research What have we learned from yeast? (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: 9th International Symposium on Autophagy (9th ISA) in Taiwan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on 30 years of autophagy research - dynamic equilibrium of the cell - (2019)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: FAOPS（Federation of Asia Oceania Physiological Sciences）
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from Yeast - as a Cellular Recycling System (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from Yeast - Autophagy : Intracellular Recycling System (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Lindau Nobel Laureate Meeting
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular details of degradation via autophagy in yeast-50 (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: International Symposium “Proteins: From the Cradle to the Grave”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from Yeast - Autophagy as a Cellular Recycling System - (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: SIOP2019
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from Yeast - Autophagy as a Cellular Recycling System - (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: the CBIS conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on my 28 years of autophagy research (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Nobel Prize Dialog, Yokohama, Japan
• [学会発表] Looking back on my 28 years of autophagy studies (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: the George E. Palade Lecture, Yale Univ. USA
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Lessons from Yeast - Autophagy as a Cellular Recycling System - (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: ISA(International Symposium on Autophagy), Nara, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism and physiological roles of autophagy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Yeast 2017, Prague, Czech Republic
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular mechanism and physiological roles of autophagy (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The first Chinese Conference on Autophagy, Dairen, China
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on a half-century research career (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: ConBio2017, Looking back on a half-century research career, Yokohama, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on my 27 years of autophagy research (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: CSHL meeting, Asia
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular Machinery of Autophagy, Intracellular Recycling System (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Rosenstiel Award, Brandies Univ.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 27 Years’ Progress and Future Perspectives of Autophagy Research in Yeast (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Wiley Prize, Rockefeller Univ.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on my 27 years of autophagy research (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: SINO-JAPAN Autophagy Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 27 Years’ Progress and Future Perspective in Autophagy Research in Yeast (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: KSBMB 2016, Korea
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 27 Years’ Progress and Future Perspective in Autophagy Research in Yeast (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Paul Janssen Award Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Molecular Machinery of Autophagy, Intracellular Recycling System (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: Milstein Lecture, Cambridge, MRC,UK
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Looking back on my 27 years of autophagy research (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: ICY16, Awaji, Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Autophagy- an intracellular recycling system- (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshinori Ohsumi
  • 学会等名: The Nobel Prize Lecture
  • 国際学会 / 招待講演
• [備考] オートファゴソームに脂質を供給する仕組みを解明～オートファジーにまつわる数十年来の謎が明らかに～
  • URL: https://www.titech.ac.jp/news/pdf/tokyotechpr20190322_osumi_rTHoeker.pdf
• [備考] オートファジーは凝集体でなく液滴状態のたんぱく質を分解する 細胞内の「ゴミ」は溜まる前の処理が大事
  • URL: https://www.titech.ac.jp/news/2020/046184.html