オートファゴソーム形成過程における小胞体との分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 21K06152
• 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44010:細胞生物学関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 濱崎 万穂 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (30455216)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2023年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: オートファジー / 分解 / 小胞体 / 小胞体ミトコンドリア接触部位 / ミトコンドリア / 膜動態 / 膜

研究開始時の研究の概要

他のオルガネラと異なるオートファゴソームは、必要に応じて形成されるオルガネラである。それゆえ、細胞生物学的に大きな謎の一つである、オルガネラの起源に迫る解析が可能となる。オートファジーを誘導させた時に、オートファゴソームの形成がどのように行われるのか、最新のイメージング技術を駆使し、詳細な観察を積み重ねることで膜の形成機構の分子機構を明らかにしていく。

研究成果の概要

本研究では、最新のイメージング法、プロテオミクス、生化学を駆使してAP膜形成の初期過程の形成機構の解明を目指してきた。小胞体膜輸送経路のプロテオミクスで取れてきた候補因子の解析が進み、普段細胞質に存在する最上流オートファジー関連因子がどのようにオートファゴソーム形成場に運ばれるのかを解明、論文投稿しminor revision中である。次に、オートファゴソーム膜形成初期の形成場の詳細解析を行っており、VPS34KO細胞にて、CLEM法を用いた結果、初期形成構造体に関して新規知見が得られた。小胞体・ミトコンドリア接触部位のプロテオミクスによる候補因子に関し結果が強くでている３つに候補を絞れた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

オートファジーは細胞内大規模分解システムとして発見され、今では様々な疾患と関わることがわかってきた。オートファジーの分子機構の研究は、今後明らかになっている疾患治療に繋げるためには不可欠である。基礎研究の成果は長期間かかるが必ず将来に生かされる情報である。本研究で明らかにしたオートファジー誘導時の初期機構を明らかにできたことは、オートファジーの亢進や抑制の制御機構にも繋がりうる内容で、将来的に疾患の治療薬の開発につながることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Microautophagy regulated by <scp>STK38</scp> and <scp>GABARAPs</scp> is essential to repair lysosomes and prevent aging (2023)
  • 著者名/発表者名: Ogura Monami、Kaminishi Tatsuya、Shima Takayuki、Torigata Miku、Bekku Nao、Tabata Keisuke、Minami Satoshi、Nishino Kohei、Nezu Akiko、Hamasaki Maho、Kosako Hidetaka、Yoshimori Tamotsu、Nakamura Shuhei
  • 雑誌名: EMBO reports 巻: 24 号: 12
  • DOI: 10.15252/embr.202357300
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Monitoring and assessment of lysosomal membrane damage in cultured cells using the high-content imager (2023)
  • 著者名/発表者名: Tabata Keisuke、Saeki Marika、Yoshimori Tamotsu、Hamasaki Maho
  • 雑誌名: STAR Protocols 巻: 4 号: 2 ページ: 102236-102236
  • DOI: 10.1016/j.xpro.2023.102236
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The P4-ATPase Drs2 interacts with and stabilizes the multisubunit tethering complex TRAPPIII in yeast (2023)
  • 著者名/発表者名: Irene Pazos, Marta, Laura Betancur, Jorge Cordero, Nereida Jim, Marc Abella, Altair C Hern, Ana G Duran, Emi Adachi-Fern, Carla Belmonte-Mateos, Susana Sabido-Bozo, Akiko Nezu, Baldomero Oliva, Julien Colombelli, Todd R Graham, Tamotsu Yoshimor, Manuel Munis, Maho Hamasaki, Oriol Gallego
  • 雑誌名: EMBO report 巻: 24(5) 号: 5
  • DOI: 10.15252/embr.202256134
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] How cells recognize and remove the perforated lysosome (2022)
  • 著者名/発表者名: Tabata Keisuke、Saeki Marika、Yoshimori Tamotsu、Hamasaki Maho
  • 雑誌名: Autophagy 巻: - 号: 6 ページ: 1-3
  • DOI: 10.1080/15548627.2022.2138686
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The mechanisms and roles of selective autophagy in mammals (2022)
  • 著者名/発表者名: Vargas Jose Norberto S.、Hamasaki Maho、Kawabata Tsuyoshi、Youle Richard J.、Yoshimori Tamotsu
  • 雑誌名: Nature Reviews Molecular Cell Biology 巻: 24 号: 3 ページ: 167-185
  • DOI: 10.1038/s41580-022-00542-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of CUL4A-DDB1-WDFY1 as an E3 ubiquitin ligase complex involved in initiation of lysophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Hirofumi Teranishi, Keisuke Tabata, Marika Saeki, Tetsuo Umemoto, Tomohisa Hatta, Takanobu Otomo, Kentaro Yamamoto, Toru Natsume, Tamotsu Yoshimori, Maho Hamasaki
  • 雑誌名: Cell Reports 巻: 40(11) 号: 11 ページ: 111349-111349
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2022.111349
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Degradation of the NOTCH intracellular domain by elevated autophagy in osteoblasts promotes osteoblast differentiation and alleviates osteoporosis (2022)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Gota、Kawabata Tsuyoshi、Takamatsu Hyota、Saita Shotaro、Nakamura Shuhei、Nishikawa Keizo、Fujiwara Mari、Enokidani Yusuke、Yamamuro Tadashi、Tabata Keisuke、Hamasaki Maho、Ishii Masaru、Kumanogoh Atsushi、Yoshimori Tamotsu
  • 雑誌名: Autophagy 巻: - 号: 10 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1080/15548627.2021.2017587
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Loss of RUBCN/rubicon in adipocytes mediates the upregulation of autophagy to promote the fasting response (2022)
  • 著者名/発表者名: Yamamuro Tadashi、Nakamura Shuhei、Yanagawa Kyosuke、Tokumura Ayaka、Kawabata Tsuyoshi、Fukuhara Atsunori、Teranishi Hirofumi、Hamasaki Maho、Shimomura Iichiro、Yoshimori Tamotsu
  • 雑誌名: Autophagy 巻: - 号: 11 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1080/15548627.2022.2047341
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] THOC4 regulates energy homeostasis by stabilizing TFEB mRNA during prolonged starvation (2021)
  • 著者名/発表者名: Fujita T, Kubo S, Shioda T, Tokumura A, Minami S, Tsuchiya M, Ogawa H, Hamasaki M, Yu L, Isaka Y, Yoshimori T, and Nakamura S
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 巻: 134 号: 6 ページ: 248203-248203
  • DOI: 10.1242/jcs.248203
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Rubicon prevents autophagic degradation of GATA4 to promote Sertoli cell function (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamamuro Tadashi et al.,
  • 雑誌名: PLOS Genetics 巻: 17 号: 8 ページ: e1009688-e1009688
  • DOI: 10.1371/journal.pgen.1009688
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] オートファジーはLAMP2を介し損傷リソソームの除去を行う (2023)
  • 著者名/発表者名: 濱崎万穂
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 招待講演
• [学会発表] Palmitoylation of ULK1 by ZDHHC13 is required for the initiation of autophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Maho Hamasaki
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 招待講演
• [学会発表] Palmitoylation of ULK1 by ZDHHC13 is required for the initiation of autophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Maho Hamasaki
  • 学会等名: International Symposium on Autophagy
  • 国際学会
• [学会発表] Identification of E3 ligase functions in recognizing damaged lysosomes cleared by autophagy (2022)
  • 著者名/発表者名: Maho Hamasaki
  • 学会等名: Gordon Research Conference
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Clearance of damaged organelle by autophagy (2021)
  • 著者名/発表者名: Maho Hamasaki
  • 学会等名: IUPAB
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 小胞体ーミトコンドリア接触部位におけるオートファゴソーム形成 (2021)
  • 著者名/発表者名: Maho Hamasaki
  • 学会等名: 第４３回神経組織培養研究会
  • 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] 日本分子生物学会 (2022)
• [学会・シンポジウム開催] International Symposium on Autophagy (2022)