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オートファジー関連因子Atg9の構造生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K06097
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43020:構造生物化学関連
研究機関公益財団法人微生物化学研究会

研究代表者

的場 一晃  公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 研究員 (60613792)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードオートファジー / クライオ電子顕微鏡 / クライオ 電子顕微鏡 / Atg9
研究成果の概要

オートファジーが機能するために必須の因子の中で唯一の複数回貫通膜タンパク質Atg9はこれまでその機能は不明であった。
本研究期間中に精製したAtg9が試験管内で脂質スクランブル活性があることを示した。次に、クライオ顕微鏡を用いて単粒子解析を行い構造を決定した(分解能3.0Å)。構造を基に変異体を作製し、脂質スクランブル活性が低下する変異体を見出した。これらの変異体は酵母で隔離膜形成ができずオートファジーが正常に機能しないことがわかった。このことからAtg9の脂質スクランブル活性がオートファジーの正常な進行に必要であることが明らかとなった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オートファジーが機能する上で必須のタンパク質であるAtg9の機能と立体構造を明らかにし、オートファジーの特徴である隔離膜がどのように伸びるのか、膜伸展モデルを提唱することができた。これらの作動原理は学術的にインパクトがあるだけでなく、Atg9の構造をもとにしたオートファジー制御剤の開発に貢献できる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural catalog of core Atg proteins opens new era of autophagy research2021

    • 著者名/発表者名
      Matoba Kazuaki、Noda Nobuo N
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: - 号: 5 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1093/jb/mvab017

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Secret of Atg9: lipid scramblase activity drives de novo autophagosome biogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Matoba Kazuaki、Noda Nobuo N.
    • 雑誌名

      Cell Death & Differentiation

      巻: 27 号: 12 ページ: 3386-3388

    • DOI

      10.1038/s41418-020-00663-1

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atg9 is a lipid scramblase that mediates autophagosomal membrane expansion2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Super-assembly of ER-phagy receptor Atg40 induces local ER remodeling at contacts with forming autophagosomal membranes2020

    • 著者名/発表者名
      Mochida Keisuke、Yamasaki Akinori、Matoba Kazuaki、Kirisako Hiromi、Noda Nobuo N.、Nakatogawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11, 3306 号: 1 ページ: 3306-3306

    • DOI

      10.1038/s41467-020-17163-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 微生物化学研究所

    • URL

      https://www.bikaken.or.jp/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-12-28  

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