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細胞非自律的オートファジーが駆動する細胞競合の分子機構の解明

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 20H05320
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
研究機関京都大学

研究代表者

井垣 達吏  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (00467648)

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)
キーワード細胞競合 / オートファジー / 細胞死
研究開始時の研究の概要

細胞競合とは、組織中に生じた変異細胞や異常細胞が周囲の正常細胞との相互作用を介して排除される現象である。例えば、組織中で隣り合う細胞間でタンパク質合成能に差が生じると、タンパク質合成能の低い細胞が競合の「敗者」となり、オートファジーを活性化して細胞死を起こして排除される。本研究では、この敗者細胞でのオートファジー活性化の機構、およびオートファジー活性化が細胞死を誘導する機構を明らかにすることで、細胞競合の分子機構の全貌解明を目指す。

研究実績の概要

発生中のショウジョウバエ上皮組織において、隣り合う細胞間にわずかな性質の差が生じた際、細胞間相互作用を介して一方の細胞に細胞死が誘導される現象が存在し、細胞競合と呼ばれている。例えば、RNAヘリカーゼHel25E遺伝子の発現量が低下した変異細胞が正常細胞に近接すると、細胞競合の敗者となって排除される。我々は最近、このような細胞競合の実行にオートファジーが中心的な働きをすることを見いだした。具体的には、正常細胞(勝者)に近接する変異細胞(敗者)でオートファジーが活性化し、これがNFkBを介して細胞死遺伝子hidの発現を誘導することを見いだした。そこで本研究では、細胞競合の敗者細胞がオートファジーを活性化する機構、およびオートファジーの活性化がNFkB依存的にhidを発現誘導する機構を明らかにすることを目指した。これまでに、ショウジョウバエ上皮においてタンパク質合成能の低下を引き起こす種々の変異細胞がオートファジー依存的な細胞競合を誘導すること、また細胞競合の勝者となるがん抑制経路Hippo経路の変異細胞が隣接する正常細胞(敗者)にオートファジーを誘導して細胞死を起こすことを見いだした。さらに、Hippo経路変異細胞が近接する正常細胞にオートファジーを誘導するのに必要な因子として、Hippo経路の下流で活性化される転写共役因子Ykiおよびそれにより発現誘導されるmicroRNA bantamを同定した。そして、bantamによるTOR経路の活性化が、隣接する正常細胞にオートファジーを誘導するのに必要であることを見いだした。さらに、Hel25E変異により誘導される細胞競合のモデル系を用いて、細胞非自律的なオートファジー誘導に必要な複数の遺伝子候補を同定することにも成功した。今後の遺伝学的解析により、細胞競合時に引き起こされる細胞非自律的オートファジーの誘導機構の全貌解明に迫る。

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

    (18件)

すべて 2022 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Yorkie drives supercompetition by non-autonomous induction of autophagy via bantam microRNA in Drosophila2022

    • 著者名/発表者名
      Rina Nagata, Nanami Akai, Shu Kondo, Kuniaki Saito, Shizue Ohsawa, Tatsushi Igaki
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 未定

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interaction between Ras and Src clones causes interdependent tumor malignancy via Notch signaling in Drosophila2021

    • 著者名/発表者名
      Enomoto Masato、Takemoto Daisaku、Igaki Tatsushi
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 56 号: 15 ページ: 2223-2236

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2021.07.002

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Yorkie ensures robust tissue growth in <i>Drosophila</i> ribosomal protein mutants2021

    • 著者名/発表者名
      Wada Yayoi、Ohsawa Shizue、Igaki Tatsushi
    • 雑誌名

      Development

      巻: 148 号: 14 ページ: 14-14

    • DOI

      10.1242/dev.198705

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Yorkie drives Ras-induced tumor progression by microRNA-mediated inhibition of cellular senescence2021

    • 著者名/発表者名
      Ito Takao、Igaki Tatsushi
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 14 号: 685 ページ: 685-685

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaz3578

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Epithelial cell-turnover ensures robust coordination of tissue growth in Drosophila ribosomal protein mutants2021

    • 著者名/発表者名
      Ohsawa S, Akai N, Sando S, Igaki T
    • 雑誌名

      PLoS Genetics

      巻: 17 号: 1 ページ: e1009300-e1009300

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1009300

    • NAID

      120006954062

    • 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
  • [雑誌論文] Mechanism of tumor-suppressive cell competition in flies.2020

    • 著者名/発表者名
      Kanda H, Igaki T.
    • 雑誌名

      Cancer Science

      巻: 111 号: 10 ページ: 3409-3415

    • DOI

      10.1111/cas.14575

    • NAID

      120006890708

    • 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
  • [雑誌論文] Hyperinsulinemia drives epithelial tumorigenesis by abrogating cell competition2020

    • 著者名/発表者名
      Sanaki Y, Nagata R, Kizawa D, Leopold P, Igaki T
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 53 号: 4 ページ: 379-389

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2020.04.008

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 細胞競合の敗者を決定づける分子メカニズム2021

    • 著者名/発表者名
      永田理奈
    • 学会等名
      日本Cell death学会第29回学術集会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 細胞非自律的オートファジー誘導を介したスーパーコンペティションによる腫瘍形成機構2021

    • 著者名/発表者名
      永田理奈、赤井菜々美、近藤周、斎藤都暁、大澤志津江、井垣達吏
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会(ワークショップ)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 多様なトリガーにより引き起こされる細胞競合の共通メカニズムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      黄新月、松本涼、川﨑あや、奥村歩、中村麻衣、越智直孝、野口耀司、菅田浩司、井垣達吏
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Yorkie drives tumorigenesis by non-autonomous induction of autophagy-mediated cell death2021

    • 著者名/発表者名
      Nagata R, Akai N, Kondo S, Saito K, Ohsawa S, Igaki T
    • 学会等名
      62nd Annual Drosophila Research Conference
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification and characterization of a novel type of cell competition in Drosophila2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura M, Li J, Kondo S, Saito K, Igaki T
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Cell competition regulates tissue growth and tumorigenesis via non-autonomous induction of autophagy2020

    • 著者名/発表者名
      永田理奈、赤井菜々美、大澤志津江、井垣達吏
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 細胞競合による上皮の恒常性維持と腫瘍増殖制御2020

    • 著者名/発表者名
      井垣達吏
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞競合を駆動する細胞非自律的な細胞死誘導機構2020

    • 著者名/発表者名
      永田理奈
    • 学会等名
      第1回 細胞死コロキアム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞競合による上皮恒常性維持とがん制御2020

    • 著者名/発表者名
      井垣達吏
    • 学会等名
      第72回日本細胞生物学会大会(シンポジウム)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞競合を駆動する細胞非自律的オートファジー誘導機構の遺伝学的解析2020

    • 著者名/発表者名
      永田理奈
    • 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
  • [備考] 井垣研究室HP

    • URL

      https://www.lif.kyoto-u.ac.jp/genetics/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2022-12-28  

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