第2の不良品タンパク質除去機構・オートファジー

• 研究課題/領域番号: 20059021
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉森 保 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (60191649)
• 研究期間 (年度): 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円); 2008年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
• キーワード: オートファジー / オートファゴソーム / 肝変性 / 神経変性 / ポリグルタミン鎖 / Atg5 / LC3 / α1-アンチトリプシンZ変異体

研究概要

ユビキチン・プロテアソーム系と並ぶ細胞内タンパク質分解系であるオートファジーは、飢餓時の栄養源確保等の代謝機能を担うものとして秩序維持との関連は議論されてこなかった。しかし、ここ数年の急速な研究進展によりオートファジーの予想外の新機能が次々と明らかとなっており、例えば我々はオートファジーが細胞内に侵入した病原性細菌や肝変性疾患の原因となる異常タンパク質を選択的に効率よく分解することを見いだしている。他グループの報告と併せ、オートファジーが代謝に留まらず秩序維持にも積極的に関与していることが判明した。本研究では、この新たに登場した第2の不良品タンパク質除去機構の実態と分子機構の解明を目指す。
本年度は、神経変性の原因となる長いポリグルタミン鎖含有タンパク質(PolyQ)発現による細胞死誘導に対しオートファジーが抑制的に働きうるか、既に報告したオートファジー不能のAtg5-KO細胞と野生型細胞にPolyQを発現させ細胞死の程度を比較した。その結果、Atg5-KO細胞では野生型より顕著に細胞死が亢進したので、オートファジーがpolyQの細胞毒性を抑える働きを持つと結論した。またオートファゴソームがPolyQの大きな凝集塊を包み込み分解するという説について蛍光顕微鏡-電子顕微鏡相関観察で検討し、オートファゴソームマーカーのLC3が凝集塊に存在しても膜構造は無いことを示した。すなわち、オートファゴソームが大きな凝集塊を包み込む可能性は低いと思われる。さらに、小胞体内部に蓄積し肝変性を引き起こすα1-アンチトリプシンZ変異体(ATZ)をオートファゴソームが取り込む際に、小胞体の膜ごと包み込むか、いったん細胞質に引き出してから隔離するのか検討するため、小胞体膜タンパク質などの共局在解析を行ったが結論には至らなかった。そこで方針を変更し、遺伝学的解析を行うためにATZを出芽酵母に発現させる実験系の構築に取り組んでいる。

研究成果

• [雑誌論文] The Atg16L Complex Specifies the Site of LC3 Lipidation for Membrane Biogenesis in Autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Itoh T, Fukuda M, Noda T, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 2092-2100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynein-dependent Movement of Autophagosomes Mediates Efficient Encounters with Lysosomes (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura S. Noda T. Yoshimori T.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 33 ページ: 109-122
  • NAID: 130004137532
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analysis of α5β1 Integrin and Lipid Rafts in Invasion of Epithelial Cells by PQrPhyromonas gingivalis using Fluorescent Beads Coated with Bacterial Membrane Vesicle (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuda K, Furuta N, Inaba H, Kawai S, Hanada K, Yoshimori T, Amano A.
  • 雑誌名: Cell Struct Fund. 33 ページ: 123-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Golgi-resident small GTPase Rab33B interacts with Atg16L and modulates autophagosome formation (2008)
  • 著者名/発表者名: Itoh T, Fujita N, Kanno E, Yamamoto A, Yoshimori T, Fukuda M.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 2916-2925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubc4/5 and c-Cbl Continue to Ubiquitinate EGF Receptor after Internalization to Facilitate Polyubiquitination and Degradation (2008)
  • 著者名/発表者名: Umebayashi K, Stenmark H, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 3454-3462
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagic control of listeria through intracellular innate immune recognition in drosophila (2008)
  • 著者名/発表者名: Yano T, Mita S, Ohmori. H, Oshima Y, Fujimoto Y, Ueda R, Takada H, Goldman WE, Fukase K, Silverman N, Yoshimori T, Kurata S.
  • 雑誌名: Nat Immunol. 9 ページ: 908-916
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Atg4B Mutant Hampers the Lipidation of LC3 Paralogues and Causes Defects in Autophagosome Closure (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Hayashi M, Fulcurnoto H, Omori H, Yamamoto A, Noda T. Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 4651-4659
  • 査読あり
• [雑誌論文] DAP-kinase is a mediator of endoplasmic reticulum stress-induced caspase activation and autophagic cell death (2008)
  • 著者名/発表者名: Gozuacik D, Bialik S, Raveh T, Mitou G, Shohat G, Sabanay H, Mizushima N, Yoshimori T, Kimchi A.
  • 雑誌名: Dell Death Differ. 15 ページ: 1875-1886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of the autophagy protein Atg16L1 enhances endotoxin-induced IL-1 beta production (2008)
  • 著者名/発表者名: Saitoh T, Fujita N, Jang MH, Uematsu S, Yang BG, Satoh T, Omori H, Noda T, Yamamoto N, Komatsu M, Tanaka K, Kawai T, Tsujimura T, Takeuchi O, Yosh imori T, Akira S. (*These author s contributed equally to this work.)
  • 雑誌名: Nature. 456 ページ: 264-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleotide-Dependent Conformational Changes and Assembly of the AAA ATPase SKD1/VPS4B (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Kamikubo H, Kataoka M, Kato R, Yoshimori T, Wakat suki S, Kawasaki M.
  • 雑誌名: Traffic. 9 ページ: 2180-2189
  • 査読あり
• [学会発表] Autophagy as a cellular defense system against pathogens and unfolding proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森保
  • 学会等名: 第31回日本分子生物学会年会第81回日本生化学会大会合同大会BMB2008
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 2008-12-11
• [学会発表] Molecular machinery of autophagy and its role in diseases (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森保
  • 学会等名: 11^<th> Western Pacific Congress on Chemotherapy and Infectious Diseases (11^<th> WPCCID)
  • 発表場所: Taipei International Convention Center, Taiwan
  • 年月日: 2008-12-01
• [学会発表] Mechanistic Insight into LC3 Lipidation for Membrane Biogenesis in Autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森保
  • 学会等名: Massachusetts General Hospital's Center for the Study of Inflammatory Bowel Disease 18th Annual Workshop
  • 発表場所: Massachusetts General Hospital, U.S.A.
  • 年月日: 2008-11-14
• [学会発表] Autophagy : Molecular Machinery and Role in Cellular Defense (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森保
  • 学会等名: 2008 Annual International Conference In Comme moration of the 60^<th> KSMBMB Anniversary
  • 発表場所: ソウル教育文化会館韓国
  • 年月日: 2008-10-31
• [図書] 分子細胞生物学辞典(第2版) (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森保
  • 出版者: (株)東京化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/act_youshimori.php