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ミクロヌクレオファジーにおける液胞と核の協働機構の解析

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 22H04642
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
研究機関静岡大学

研究代表者

丑丸 敬史  静岡大学, 理学部, 教授 (50262788)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
2023年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2022年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワードオートファジー / ヌクレオファジー / ミクロオートファジー / ミクロヌクレオファジー / 核小体リモデリング / TORC1 / ラパマイシン / 栄養源飢餓 / rDNA / 核小体 / ESCRT / 染色体 / NVJ
研究開始時の研究の概要

出芽酵母が栄養源飢餓に陥ると、核が液胞に接している部分NVJで陥没し、ミクロヌクレオファジー(核を分解するオートファジーの一種)により、核の一部である核小体タンパク質が分解される。その一方で、核小体内部にあるrDNA (rRNA遺伝子)領域を含め染色体は分解されない。研究代表者は、核小体タンパク質がNVJ部位に近づく一方で、rDNAはNVJから遠ざかることを見出した。本研究ではこの核(分解される側)と液胞(分解する側)の協調的な機構の解明を行う。

研究実績の概要

(1)出芽酵母の液胞は核と膜どうしでNVJと呼ばれるコンタクトサイトで通常から接しているが、栄養源飢餓になるとNVJが液胞内へと陥入しミクロヌクレオファジーが起こる。NVJに局在するタンパク質がこの現象に関与すると予想しこれを検証した結果、新たに5つの因子(論文投稿前のため因子の名称等は不記載)がミクロヌクレオファジーに関与することを突き止めた。さらに、その因子がミクロヌクレオファジーに連動して起こる核小体のリモデリング(rDNA凝縮、rDNAのNVJからの隔離、核小体タンパク質のNVJへの接近、rDNAと核小体タンパク質の解離)にも関与することを見出した。それらの因子の中には、ミクロヌクレオファジー(ミクロオートファジーも含めて)の膜の変形に必要と考えられるもの、NVJのインテグリティに必要と考えられるもの、rDNA(rRNA遺伝子)の凝縮に必要な因子が含まれる。現在、それらの因子の作用機序を解析中である。以上の結果をまとめて論文に投稿予定である。
(2)ミクロオートファジーの過程でESCRT/Vps4複合体依存的な液胞の陥入が引き起こされるが、それがESCRTとVps4複合体だけで完結するのかどうかは不明である。我々は、ESCRTの下流もしくは、その機能発現に必要だと予想される因子を見出したため、現在解析中である(論文投稿前のため因子の名称等は不記載)。この因子がミクロヌクレオファジー、および核小体リモデリングにも関与するかどうかも現在、検証中である。以上の結果をまとめて論文に投稿予定である。

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。

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。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Vacuolar fragmentation promotes fluxes of microautophagy and micronucleophagy but not of macroautophagy2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyuki Takuma and Takashi Ushimaru
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 614 ページ: 161-168

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.05.021

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] nterphase chromosome condensation in nutrient-starved conditions requires Cdc14 and Hmo1, but not condensin, in yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Yuri Takeichi, Tsuneyuki Takuma, Kotaro Ohara, Most Naoshia Tasnin, and Takashi Ushimaru
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 611 ページ: 46-52

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.04.078

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 変性タンパク質集積におけるTORC1とPP2Aの役割2023

    • 著者名/発表者名
      丑丸敬史、東寛人、髙橋佑嘉
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母タンパク質毒性ストレス下に対するPP2Aフォスファターゼの応答の解析2023

    • 著者名/発表者名
      東寛人、中村翔太郎、丑丸敬史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] タンパク質毒性ストレス下におけるTORC1局在変化の分子機構の解析2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋佑嘉、大矢天音、秋月亮磨、丑丸敬史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ミクロヌクレオファジーにおける脂質輸送タンパク質Vps13の役割の解析2023

    • 著者名/発表者名
      宅間恒行、丑丸敬史
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Osh1 is involved in micronucleophagy and nucleolar remodeling2023

    • 著者名/発表者名
      Md Imran Nur Manik, Takashi Ushimaru
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] TORC1はタンパク質凝集体を制御する2022

    • 著者名/発表者名
      丑丸 敬史
    • 学会等名
      第45回 日本分子生物学会年会(幕張メッセ)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] A new factor involved in micronucleophagy and nucleolar remodeling in budding yeast2022

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ushimaru
    • 学会等名
      10th International Symposium on Autophagy, Sapporo
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Impacts of vacuolar fragmentation on autophagy (10th International Symposium on Autophagy2022

    • 著者名/発表者名
      Tsuneyuki Takuma and Takashi Ushimaru
    • 学会等名
      10th International Symposium on Autophagy, Sapporo
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液胞の断片化はミクロヌクレオファジー活性を促進する2022

    • 著者名/発表者名
      宅間恒行、丑丸敬史
    • 学会等名
      第55回酵母遺伝学フォーラム研究報告会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] SUNタンパク質Mps3はTORC1不活性化後の核小体リモデリングを制御する2022

    • 著者名/発表者名
      市川理穂、丑丸敬史
    • 学会等名
      第55回酵母遺伝学フォーラム研究報告会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Nuclear and vacuolar ESCRT collaboratively execute micronucleophagy2022

    • 著者名/発表者名
      Most Naoshia Tasnin, Tsuneyuki Takuma, Takashi Ushimaru
    • 学会等名
      第55回酵母遺伝学フォーラム研究報告会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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