| 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 |
22H04632
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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 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
村田 知弥 筑波大学, 医学医療系, 助教 (60713485)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2023年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | オートファジー / 選択的スプライシング / アルギニンメチル化 / 脳 / 脳-神経系 / スプライシング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
選択的スプライシングはタンパク機能に多様性をもたらし、その異常は様々な疾患につながるが、選択的スプライシングとオートファジー機能との関連は不明な点が多い。オートファジー必須遺伝子ATG16L1には、３つのisoformが存在し、isoform間でアミノ酸配列に差があるC末端側は、非典型的なオートファジーに重要である。興味深いことにγ isoformは主に脳や心臓に特異的に発現する。本研究では未解明であるATG16L1 γ isoformの産生機構や特徴的なタンパク機能、生体内における役割について検証し、選択的スプライシングが生み出すオートファジーの機能的多様性の分子メカニズムの解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
オートファジー必須遺伝子 ATG16L1 には、α, β, γ の3つのスプライスバリアントが存在する。α, β isoform は様々な組織に発現する一方で、γ isoform は主に脳や心臓に特異的に発現する。本研究では未解明である ATG16L1γ の産生機構や特徴的なタンパク機能、生体内における役割について検証した。2023 年度は isoform 産生メカニズムの解析と、in vivo における ATG16L1 isoform 機能解析を主に実施した。
(A) ATG16L1 選択的スプライシングを制御する因子の機能解析
アルギニンメチル基転移酵素 PRMT1 が ATG16L1 アイソフォーム産生制御に寄与することを見出し、その下流因子の探索に取り組んだ。培養細胞を用いた網羅的タンパク質間相互作用解析（BioID）、またマウス個体における in vivo BioID により、PRMT1 のメチル化基質として RNA 結合タンパク BCLAF1 を同定した。BCLAF1 欠損 Neuro2a 細胞を作製したところ、ATG16L1γ isoform の産生率が変化したことから、PRMT1-BCLAF1 経路が ATG16L1 isoform 産生に関与することが判明した。
(B) in vivo における ATG16L1 isoform タンパク分子機能の解明
β, γ isoform の S278 はリン酸化修飾を受け、β に比べ γ で亢進していることを見出し、ATG16L1γ 欠損マウス、ATG16L1-S278A 変異マウスの表現型解析を行った。その結果マウスの発育や、脳組織に異常は認められなかったが、ATG16L1-S278A 変異マウス脳では、LC3B 脂質化レベルが野生型マウスに比べ亢進していた。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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