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栄養条件に依存してオートファゴソームの成熟過程を制御するRabの統合的機能解析

公募研究

研究領域オートファジーの集学的研究:分子基盤から疾患まで
研究課題/領域番号 16H01189
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関東北大学

研究代表者

福田 光則  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50311361)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
2017年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2016年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
キーワード低分子量G蛋白質Rab / オートファゴソーム / リソソーム / オートファジー / 融合 / 膜輸送 / ノックアウト細胞株 / アミノ酸飢餓 / 蛋白質分解
研究実績の概要

低分子量G蛋白質Rabは真核生物に普遍的に保存された膜(小胞)輸送の制御因子で、哺乳動物では約60種類の異なるRab分子が存在し、様々なタイプの膜輸送を制御している。ダイナミックな膜動態を伴うオートファジー(自食)も例外ではなく、近年複数のRab分子やそれらの制御因子のオートファジーへの関与が報告されている。しかし、Rabの種類数が非常に多いこともあり、Rabによるオートファジー制御の仕組みは未だ不明な点が多い。当研究室ではこれまで、哺乳動物に存在する全てのRabをシステマティックに解析可能なツール(Rabパネル)を駆使して、Rabによるオートファジーのダイナミックな膜動態の制御機構の解明に取り組んで来た。本研究課題では、栄養状態に依存したオートファゴソームとリソソームの融合過程、すなわちオートファゴソームの成熟過程に関与する新規Rab分子に焦点を当て、その分子機構の解明に取り組んだ。本年度は、樹立したRab7のノックアウト(KO)細胞株の機能解析を行い、哺乳動物においては、Rab7は当初考えられていたようにオートファゴソームとリソソームの融合には必須ではなく、Rab7-KO細胞ではオートファゴソームではなくオートリソソーム(オートファゴソームとリソソームが融合したハイブリッドオルガネラ)が蓄積するという意外な事実を明らかにした。また、興味深いことに、栄養条件下で蓄積していたオートリソソームはアミノ酸飢餓特異的に、転写・翻訳を介さずに短時間で分解・消失することも明らかとなった。このアミノ酸飢餓特異的なオートリソソームの分解は野生型の細胞や他の細胞種でも見られたことから、普遍的な機構と考えられ、栄養飢餓はオートファゴソームの形成誘導だけでなくその成熟過程も促進することが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] UCSD(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] The RAB2B-GARIL5 Complex Promotes Cytosolic DNA-Induced Innate Immune Responses2017

    • 著者名/発表者名
      Takahama Michihiro、Fukuda Mitsunori、Ohbayashi Norihiko、Kozaki Tatsuya、Misawa Takuma、Okamoto Toru、Matsuura Yoshiharu、Akira Shizuo、Saitoh Tatsuya
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 20 号: 12 ページ: 2944-2954

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2017.08.085

    • NAID

      120007134819

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Rab32 subfamily small GTPases: pleiotropic Rabs in endosomal trafficking.2017

    • 著者名/発表者名
      Ohbayashi, N., Fukuda, M. and Kanaho, Y.
    • 雑誌名

      J. Biochem.

      巻: 62 号: 2 ページ: 65-71

    • DOI

      10.1093/jb/mvx027

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rabによるオートファジー制御2017

    • 著者名/発表者名
      朽津芳彦、藤田尚信、福田光則
    • 雑誌名

      実験医学増刊号「The オートファジー」

      巻: 35(15) ページ: 58-65

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Genetic screen in Drosophila muscle identifies autophagy-mediated T-tubule remodeling and a Rab2 role in autophagy.2017

    • 著者名/発表者名
      Fujita, N., Huang, W., Lin, T.-H., Groulx, J.-F., Jean, S., Nguyen, J., Kuchitsu, Y., Koyama-Honda, I., Mizushima, N., Fukuda, M. and Kiger, A. A.
    • 雑誌名

      eLife

      巻: 6

    • DOI

      10.7554/elife.23367

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiple types of guanine nucleotide exchange factors (GEFs) for Rab small GTPases.2016

    • 著者名/発表者名
      Ishida, M., Oguchi, M. E. and Fukuda, M.
    • 雑誌名

      Cell Struct. Funct.

      巻: 41 号: 2 ページ: 61-79

    • DOI

      10.1247/csf.16008

    • NAID

      130005163247

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Roles of Rab-GAPs in regulating autophagy.2016

    • 著者名/発表者名
      Itoh, T. and Fukuda, M.
    • 雑誌名

      Autophagy: Cancer, other pathologies, inflammation, immunity, infection, and aging (Hayat M.A. ed.)

      巻: 11 ページ: 143-157

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Rabファミリーによるメンブレントラフィック制御2016

    • 著者名/発表者名
      本間悠太、福田光則
    • 雑誌名

      Dojin Bioscience Series 24 「メンブレントラフィック」

      巻: 24 ページ: 120-132

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 低分子量G蛋白質Rabによるエンドソーム輸送の制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      福田光則
    • 学会等名
      第90回日本薬理学会年会
    • 発表場所
      長崎長崎ブリックホール(長崎県・長崎市)
    • 年月日
      2017-03-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内物流システムの解明を目指して~低分子量G蛋白質Rabによるオートファジーの制御メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      福田光則
    • 学会等名
      最先端光計測とライフサイエンスの近未来-Bio. Phys. Chem. 三重点の探索-
    • 発表場所
      東北大学青葉山キャンパス(宮城県・仙台市)
    • 年月日
      2017-03-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Rab7ノックアウトによるオートファジーへの影響は栄養状態に依存する2017

    • 著者名/発表者名
      朽津芳彦、藤田尚信、福田光則
    • 学会等名
      日本生化学会東北支部 第83回例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] オートファジーを介した筋細胞の再構成機構2017

    • 著者名/発表者名
      藤田尚信、朽津芳彦、Amy Kiger、福田光則
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会・若手最優秀発表賞選考会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Rab7によるオートファジー制御機構の再評価2017

    • 著者名/発表者名
      朽津芳彦、藤田尚信、福田光則
    • 学会等名
      第69回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アミノ酸飢餓により誘導されるオートリソソームの成熟機構2017

    • 著者名/発表者名
      朽津芳彦、藤田尚信、福田光則
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 筋細胞の再構成時に見られるオートファジー依存的な管状リソソーム関連構造体2017

    • 著者名/発表者名
      藤田尚信、村川直柔、福田光則
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会(第40回日本分子生物学会年会・第90回日本生化学会大会)ワークショップ「オートファジーの分子メカニズムと生理機能」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Blockade of autophagic flux by Rab7 knockout depends on nutrient status in mammalian cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Kuchitsu, Naonobu Fujita and Mitsunori Fukuda
    • 学会等名
      The 8th International Symposium on Autophagy
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Rab GTPaseによる多彩なメンブレントラフィックの制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      福田光則
    • 学会等名
      OLYMPUS Innovation Forum 2016
    • 発表場所
      横浜ベイホテル東急(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Autophagy-mediated T-tubule remodeling in Drosophila2016

    • 著者名/発表者名
      藤田尚信、福田光則、Amy Kiger
    • 学会等名
      第10回オートファジー研究会・第4回新学術「オートファジー」班会議
    • 発表場所
      NASPA ニューオータニ(新潟県・南魚沼郡)
    • 年月日
      2016-11-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Rabファミリーによる膜輸送・オートファジーの制御機構2016

    • 著者名/発表者名
      福田光則
    • 学会等名
      筋萎縮性側索硬化症(ALS)新規治療法開発をめざした病態解明 平成28年度 ワークショップ
    • 発表場所
      都市センターホテル(東京都・千代田区)
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 東北大学大学院生命科学研究科膜輸送機構解析分野

    • URL

      https://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/teacher/detail.html?id=1724

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 東北大学大学院生命科学研究科膜輸送機構解析分野

    • URL

      http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/t_fukuda/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2022-02-16  

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