オートファジーに関与する新たな膜輸送経路の探索

• 研究課題/領域番号: 23770216
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 伊藤 敬 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 助教 (50373270)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2011年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: タンパク質分解 / 膜輸送 / オートファジー / Rab / Rab-GAP

研究概要

細胞内自食作用であるオートファジーは、オートファゴソームという特殊なオルガネラを形成するダイナミックな膜の動態を示すが、その膜動態の制御メカニズムの詳細は未だ明らかになっていない部分が多い。本研究課題では、細胞内膜輸送を制御する低分子量Gタンパク質Rabとその不活性化因子であるRab-GAPに着目することで、オートファジーにおける膜動態制御の分子メカニズムを解明することを目的とした。実際には、オートファゴソームへの局在を指標にしたRab-GAPの網羅的なスクリーニングの結果得られた候補、OATL1/TBC1D25,TBC1D2B,TBC1D11のオートファジーにおける役割の同定を試みた。3者ともオートファゴソーム局在タンパク質であるLC3と結合することを見いだし、TBC1D2BにおいてはLC3との結合に必須なアミノ酸を同定した。先行して研究を進めていたOATL1は過剰発現においてオートファゴソームの成熟過程であるオートファゴソームとリソソームの融合を阻害したため同様の表現型を期待したが、他のRab-GAPでは過剰発現のオートファジーへの影響は見られなかった。
現在までの結果は、当初期待してたRab-GAPのオートファジーへの関与を明らかにするものではなかったが、逆にLC3ファミリータンパク質がRab不活性化因子の膜局在の足場になることで膜輸送に関与するというLC3ファミリータンパク質のオートファジー以外の機能を明らかにする足がかりになるものだと考えている。

研究成果

• [雑誌論文] Fis1 acts as mitochondrial recruitment of TBC1D15 that involved in regulation of mitochondrial morphology (2013)
  • 著者名/発表者名: K. Onoue et al.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 126 号: 1 ページ: 176-186
  • DOI: 10.1242/jcs.111211
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg16L2, a novel isoform of mammalian Atg16L that is not essential for canonical autophagy despite forming an At12-5-16L2 complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, K., Fujita, N., Kanno, E., Omori, H.,Yoshimori, T., Itoh, T .& Fukuda. M
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 7 号: 12 ページ: 1500-1513
  • DOI: 10.4161/auto.7.12.18025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab12 regulates constitutive degradation of transferrin receptor (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsui, T., Itoh, T., and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Traffic 巻: 12 号: 10 ページ: 1432-1443
  • DOI: 10.1111/j.1600-0854.2011.01240.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] A possible role of Atg8 homologs as a scaffold for signal transduction (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T. and Fukuda, M
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 7 号: 6070 ページ: 1080-1081
  • DOI: 10.1126/science.1214081
  • 査読あり
• [雑誌論文] A possible role of Atg8 homologs as a scaffold for signal transduction. (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 7 号: 9 ページ: 1080-1081
  • DOI: 10.4161/auto.7.9.16178
• [学会発表] A possible regulation of Rab33B-dependent membrane trafficking by the Atg12-5/16L1 complex (2012)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fujita, N., Saitoh, T., Komatsu, M, Akira, S., Yoshimori, T., and Fukuda, M.
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] A possible regulation of Rab33B-dependent membrane trafficking by the Atg12-5/16L1 complex. (2012)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T., Fujita, N., Saitoh, T., Komatsu, M, Akira, S., Yoshimori, T., and Fukuda, M.
  • 学会等名: 第34回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡
• [学会発表] オートファジーに関わるRab不活性化因子の探索 (2011)
  • 著者名/発表者名: 伊藤敬
  • 学会等名: メンブレントラフィックのささやかな集い
  • 発表場所: 東北大加齢研
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] Functional Analysis of Rab33B in Autophagy (2011)
  • 著者名/発表者名: Itoh, T.
  • 学会等名: 3rd UCL-Tohoku Univ. Symposium
  • 発表場所: London, UK
  • 年月日: 2011-10-19