オートファジーによる不良タンパク質の選択的分解機構―アダプター仮説の検証

• 研究領域: タンパク質社会の研究の総合的推進
• 研究課題/領域番号: 22020023
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤田 尚信 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (00506496)
• 研究分担者: 森田 英嗣 大阪大学, 微生物病研究所, 特任准教授 (70344653)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円); 2011年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2010年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
• キーワード: オートファジー / タンパク質分解 / Atgタンパク質 / Atg16L1 / アダプター分子 / 分解

研究概要

これまで易凝集性タンパク質や病原性微生物などのオートファジーの選択的基質p62などのアダプタータンパク質を介してオートファゴソーム局在タンパク質LC3と結合し、選択的に分解されると考えられている。しかしながらその分子機構には十分に検証されていない。そこで我々は、オートファジー関連因子(ATG遺伝子)をノックアウトした一連の細胞を用いて、Atgタンパク質の基質への局在階層性を解析した。その結果、これまでのモデルとは大きく異なり、LC3に依存せずに他のAtgタンパク質が選択的基質上に局在することを明らかにした。その中でも選択性に重要であると考えられるAtg16L1複合体の局在化機構に焦点を絞りさらに解析を進めた。Atg16L1複合体はLC3システムのE3様因子として働く因子である(Fujita et al.,2008)。基質選択的オートファジーにはユビキチン化が重要であると考えられていることから、Atg16L1とユビキチンとの結合の有無を調べたところ、Atg16L1分子はC末端側の機能未知のWDリピートドメインを介してユビキチン鎖と直接結合した。さらに我々は、Atg16L1はFIP200(酵母Atg17の哺乳類ホモログ)とも直接結合することを見出した。ユビキチン、FIP200それぞれ片方との結合を抑えても大きな影響は見られないが、双方との結合能を失わせたAtg16L1を発現させた細胞ではオートファジー能は有意に低下した。これらの結果から、Atg16L1複合体はユビキチンとFIP200との結合を介して選択的基質上に局在していると考えられる。このように今回の結果から、LC3やアダプタータンパク質に依存しない選択的オートファジーの新たな分子機構が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Autophagy guards against cisplatin-induced acute kidney injury (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Kimura T, Takabatake Y, Namba T, Kaimori J, Kitamura H, Matsui I, Niimura F, Matsusaka T, Fujita N, Yoshimori T, Isaka Y, Rakugi H
  • 雑誌名: Am.J.Pahol. 巻: 180(2) ページ: 517-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of autophagy potentiates the antitumor effect of the multikinase inhibitor sorafenib in hepatocellular carcinoma (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Takehara T, Hikita H, Kodama T, Tsunematsu H, Miyagi T, Hosui A, Ishida H, Tatsumi T, Kanto T, Hiramatsu N, Fujita N, Yoshimori T, Hayashi N
  • 雑誌名: Int.J.Cancer 巻: 131 号: 3 ページ: 548-57
  • DOI: 10.1002/ijc.26374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysfunction of autophagy participates in vacuole formation and cell death in cells replicating hepatitis C virus (2011)
  • 著者名/発表者名: Taguwa S., Kambara H., Fujita N., Noda T., Yoshimori T., Koike K., Moriishi K., and Matsuura Y.
  • 雑誌名: J. Virol 巻: 85 号: 24 ページ: 13185-13194
  • DOI: 10.1128/jvi.06099-11
  • 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 Atg12-5-16L2 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(12) ページ: 1500-1513
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquitination-Mediated Autophagy Against Invading Bacteria (2011)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Curr.Opin.Cell Biol. 巻: (掲載確定・印刷中)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Combinational soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor proteins VAMP8 and Vtilb mediate fusion of antimicrobial and canonical autophagosomes with lysosomes. (2010)
  • 著者名/発表者名: Furuta N, Fujita N, Noda T, Yoshimori T, Amano A.
  • 雑誌名: Mol.Biol.Cell 巻: 21 ページ: 1001-1010
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagosomes can support Yersinia pseudotuberculosis replication in macrophages. (2010)
  • 著者名/発表者名: Moreau K, Lacas-Gervais S, Fujito N, Sebbane F, Yoshimori T, Simonet M, Lafont F.
  • 雑誌名: Cell Microbiol. 巻: 12 ページ: 1108-1123
  • 査読あり
• [学会発表] Selective Autophagy and Ubiquitination accompanying Endosomal Damage (2011)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Fujita, Megumi Nakaoka, Kageyama Shun, Yuuki Osada, Eiji Morita, Takeshi Noda, Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Ubiquitination-mediated selective autophagy (2011)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Fujita, Megumi Nakaoka, Kageyama Shun, Yuuki Osada, Eiji Morita, Takeshi Noda, Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 内藤カンファレンス
  • 発表場所: シャトーキングダム札幌
  • 年月日: 2011-06-29
• [学会発表] 感染微生物に対するオートファジーの分子機構 (2010)
  • 著者名/発表者名: 藤田尚信、吉森保
  • 学会等名: Biochemistry and Molecular Biology 2010
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(招待講演)
  • 年月日: 2010-12-09
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yoshimori/jp/index.html
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yoshimori/jp/achievement/010/