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リソソーム膜タンパク質のリソソーム内分解メカニズムの解析

公募研究

研究領域マルチモードオートファジー:多彩な経路と選択性が織り成す自己分解系の理解
研究課題/領域番号 20H05315
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
研究機関東京工業大学

研究代表者

藤田 尚信  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00506496)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2021年度)
配分額 *注記
8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2021年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
キーワードリソソーム / 膜タンパク質 / ショウジョウバエ / 分解 / 脂肪体 / ユビキチン化 / 膜タンパク / ESCRT
研究開始時の研究の概要

分解の場であるリソソームの活性調節には、酸性加水分解酵素のみでなくリソソームに局在するトランスポーターなどの膜タンパク質の品質管理も重要である。しかしながら、リソソーム膜タンパク質がどのように分解・代謝されているのか、その実体は驚くほど明らかにされていない。本研究では、ショウジョウバエ個体を用いた独自の解析系を利用し、リソソーム膜タンパク質がリソソーム内腔に取り込まれ分解されるメカニズムの全容を明らかにする。リソソーム膜タンパク質の品質管理は、マクロオートファジーのみならず、全てのマルチモードオートファジーに関わる本質的な課題であり、当該領域の推進に貢献できると考えられる。

研究実績の概要

分解の場であるリソソームの活性調節には、酸性加水分解酵素のみでなくリソソームに局在する膜タンパク質の品質管理も重要である。しかしながら、リソソーム膜タンパク質がどのように分解・代謝されているのか、その実体は驚くほど明らかにされていない。本研究では、ショウジョウバエ個体を用いた独自の解析系を利用し、リソソーム膜タンパク質がリソソーム内腔に取り込まれ分解される実体の解明を目指した。
RFPが酸性条件下でも消光しないという特性を利用することにより、ヒトの肝臓と脂肪の機能を併せ持つショウジョウバエ幼虫の脂肪体において、リソソーム膜タンパク質であるLampがリソソーム内で分解されていることを見出した。また、その分解は幼虫最後期の脂肪体ではほとんど見られないことが判明した。そのメカニズムの解析から、幼虫最後期に体内濃度が上昇する変態ホルモンであるエクダイソンにより、リソソーム活性およびリソソーム膜タンパク質の内腔への取り込みが抑えられていることが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

令和3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

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Colorado University(米国)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] カルフォルニア大学サンディエゴ校(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] A Drosophila Toolkit for Imaging of HA-tagged Proteins Unveiled a Block in Autophagy Flux in the Last Instar Larval Fat Body2021

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Tadayoshi、Nakamura Tsuyoshi、Kawaguchi Kohei、Murayama Futoshi、Zhao Ning、Stasevich Tim、Kimura Hiroshi、Fujita Naonobu
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 1 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1101/2021.05.18.444637

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] An autophagy-dependent tubular lysosomal network synchronizes degradative activity required for muscle remodeling2020

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Tadayoshi、Kiger Amy A.、Sakamaki Yuriko、Fukuda Mitsunori、Fujita Naonobu
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 133 号: 21 ページ: 248336-248336

    • DOI

      10.1242/jcs.248336

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 多細胞生物に見られる組織をまたいだオートファジー経路2021

    • 著者名/発表者名
      藤田尚信
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Downregulation of Lysosomal Activity in the Larval Fat Body Plays a Role in the Metamorphosis in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      村川直柔、中村毅、川口鉱平、村山歩駿、木村宏、藤田尚信
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ショウジョウバエの筋細胞に見られる管状オートリソソームネットワーク2020

    • 著者名/発表者名
      村川直柔、Amy Kiger、酒巻有里子、福田 光則、藤田 尚信
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] オートファジーを介した分泌のメカニズムと機能2020

    • 著者名/発表者名
      藤田尚信
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 筋細胞内に管状のリソソームネットワークを発見

    • URL

      https://www.titech.ac.jp/news/2020/048124.html

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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