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オートファゴソーム形成おける膜伸張メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16071
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関東京工業大学

研究代表者

小谷 哲也  東京工業大学, 生命理工学院, 特任助教 (10724643)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードオートファジー / 酵母 / オートファゴソーム / 小胞体 / 出芽酵母 / リン酸化
研究開始時の研究の概要

オートファジーは「オートファゴソーム」と呼ばれる脂質膜で細胞内物質を包み込み、液胞へと運び、分解する機構である。オートファゴソームは扁平な小さな膜が球状に伸張し閉じることで形成されるが、その伸張機構はほとんどわかっていない。最近、Atg2-Atg18タンパク質複合体はオートファゴソーム前駆体をオートファゴソームの膜の供給源と考えられている小胞体に繋ぎとめることが明らかとなった。本研究では、Atg2-Atg18複合体が小胞体に結合する分子機構を明らかにする。さらに、オートファゴソーム前駆体への脂質供給反応を試験管内で再構成し、オートファゴソーム膜の伸張機構の理解を大きく前進させることを目指す。

研究成果の概要

オートファゴソーム形成に必須のAtg2は脂質輸送活性を持っており、小胞体からオートファゴソーム膜へと脂質を供給していると考えられている。Atg2は常に小胞体と結合しているわけではないため、オートファゴソーム形成時にのみ小胞体と結合できるようになると予想される。しかしAtg2と小胞体との相互作用の制御機構はまだ良くわかっていなかった。本研究ではオートファゴソーム形成の場でAtg2がリン酸化されることで小胞体と相互作用できるようになることを示唆する結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでにオートファゴソーム形成に必須のタンパク質の個々の機能は明らかとなりつつある。しかし、それらの機能がどのようにして制御されているのか、また、これらタンパク質群がどのように協調的に働いているかなど、まだ多くの疑問が残されており、オートファゴソーム形成の完全なる理解には至っていない。本研究ではオートファゴソーム形成に必須のAtg2の機能制御機構に関する知見を得た。本研究での結果を基に研究を進めることで、オートファゴソーム形成機構のさらなる理解につながると期待できる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Atg39 links and deforms the outer and inner nuclear membranes in selective autophagy of the nucleus2022

    • 著者名/発表者名
      Mochida Keisuke、Otani Toshifumi、Katsumata Yuto、Kirisako Hiromi、Kakuta Chika、Kotani Tetsuya、Nakatogawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 221 号: 2

    • DOI

      10.1083/jcb.202103178

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] TORC1 inactivation stimulates autophagy of nucleoporin and nuclear pore complexes2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <i>N</i>-glycosylation of Rim21 at an Unconventional Site Fine-tunes Its Behavior in the Plasma Membrane2020

    • 著者名/発表者名
      Obara K, Kotani T, Nakatogawa H, Kihara A, Kamura T
    • 雑誌名

      Cell Structure and Function

      巻: 45 号: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1247/csf.19021

    • NAID

      130007784461

    • ISSN
      0386-7196, 1347-3700
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] オートファゴソーム膜の供給②:小胞2020

    • 著者名/発表者名
      小谷哲也、中戸川仁
    • 雑誌名

      週刊「医学のあゆみ」

      巻: 272 ページ: 725-729

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] オートファゴソーム形成機構の最新像2019

    • 著者名/発表者名
      中戸川 仁、小谷 哲也
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 91 号: 5 ページ: 602-610

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2019.910602

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2019-10-25
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Atg24-Atg20 complex is necessary for sequestration of large components into autophagosome2022

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Kotani, Hiromi Kirisako, Chika Kakuta, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa
    • 学会等名
      The 10th International Symposium on Autophagy
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] オートファゴソーム形成における膜の形態制御2021

    • 著者名/発表者名
      小谷哲也 中戸川仁
    • 学会等名
      第42回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] マイトファジーに必要な隔離膜の形態制御機構2021

    • 著者名/発表者名
      小谷哲也 中戸川仁
    • 学会等名
      第94回日本生化学会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] The Atg2-Atg18 complex tethers pre-autophagosomal membranes to the endoplasmic reticulum2019

    • 著者名/発表者名
      小谷哲也
    • 学会等名
      JSPS A3 Foresight Program The 5th Joint Symposium on Autophagy
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 隔離膜伸張におけるAtg24複合体の役割2019

    • 著者名/発表者名
      小谷哲也
    • 学会等名
      第12回オートファジー研究会 第1回新学術「マルチモードオートファジー」班会議
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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