| 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 |
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| 研究課題/領域番号 |
20H05339
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 順天堂大学 |
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研究代表者 |
辻 琢磨 順天堂大学, 大学院医学研究科, 特任助教 (40725628)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | リポファジー / 脂肪滴 / 出芽酵母 / オートファジー / ミクロオートファジー / 電子顕微鏡 / 凍結割断レプリカ法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
栄養分が枯渇して増殖が停止した酵母では、脂肪の塊である脂肪滴が、細胞内の分解工場である液胞と密着し、やがて液胞の中に取り込まれて分解される（この現象をリポファジーと言う）。その一方、同時期の酵母の脂肪滴には分解を受けるタンパク質の目印であるユビキチンが増加しており、細胞にとって不要なタンパク質を分解するためにリポファジーが起こっている可能性が示唆されている。今回の研究では、脂肪滴と液胞がどのようなメカニズムで相互作用するのか、また脂肪滴とともに液胞内で分解されるタンパク質にはどのようなものがあるかなどを明らかにし、リポファジーの生理的意義を解明したい。
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| 研究実績の概要 |
静止期出芽酵母では液胞膜の特殊なミクロドメインが細胞質中の脂肪滴を包みながら液胞内腔に陥入することで、すなわちミクロオートファジーにより脂肪滴を液胞内に取り込む（＝静止期ミクロリポファジー）。静止期ミクロリポファジーを駆動する分子メカニズムはいまだ多くが未解明である。本年度はオートファジー関連遺伝子(atg)欠損細胞において、ミクロドメイン形成に必須なステロール輸送タンパク質Ncr1とNpc2の異常局在が引き起こされる原因について検討した。
静止期のatg欠損細胞ではVph1などの液胞タンパク質が正常な分布を示すのに対し、Ncr1とNpc2は液胞に分布せず、液胞外のドット様構造に集積する。このようなNcr1とNpc2の分布異常は増殖期では起こらず、静止期でのみ起きる。この原因を調べるためatg7欠損細胞の静止期培地を除去し、フレッシュな培地に交換したところ、予想外の早い時間(5分以内)で局在異常は解消された。さらに、この細胞を再び元の培地に戻すことで異常局在が再誘導されることがわかった。またatg7欠損細胞の培地を野生型細胞の静止期培地や蒸留水に交換した場合も異常局在が解消された。逆に野生型細胞をatg7欠損細胞の静止期培地で培養した場合も異常局在が誘導された。これらの結果から、Ncr1とNpc2の異常局在の原因がグルコースやアミノ酸など栄養素の枯渇ではなく、atg7欠損細胞の静止期培地に含まれる何らかの物質であると考えられた。この観点から検討を進め、atg7欠損細胞培地中には野生型細胞のおよそ2倍量のXが含まれていることを見出した。またatg7欠損細胞培地とX濃度を揃えたWT培地、もしくはXを添加した蒸留水だけで、atg7欠損細胞だけでなくWTにもNcr1/Npc2異常局在が誘導されることが分かった。これらの結果からXがNcr1/Npc2局在異常を引き起こすことが示された。
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| 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。
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| 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。
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