PIキナーゼを介したオートファジ-分子装置制御機構の解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10780446
• 研究機関: 岡崎国立共同研究機構
• 研究代表者: 野田 健司 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (00290908)
• キーワード: 液胞 / オートファジー / TOR / PIキナーゼ

研究概要

オートフナァジーは細胞内の大部分の非選択的蛋白質分解を担う生理現象である。本研究期間においてオートファジーを司る分子機構を明らかにすべく、出芽酵母を材料とした研究を行った。オートファジーは様々な栄養飢餓により誘導されるが、その信号伝達にPI-kinaseに相同性をもっTor kinaseが、関与していることを明らかにした。富栄養条件下にTor kinaseは活性化されており、そのことによりオートファジーの誘導を抑制している。栄養飢餓条件下にTor kinaseが不活性化するとこの抑制が解除されることによりオートファジーが誘導される。実際オートファジーに必須な因子の一つであるApg8が、この信号伝達系依存に転写誘導されることを見いだした。さらにその信号を受け多数のApg蛋白質がオートファジーを実行する。Apg9はその中の一つであり、その遺伝子をクローニングして蛋白質の性質を解析した。Apg9は5回膜貫通型蛋白質であり、実際膜内在性蛋白質としての挙動を示した。細胞分画及び免疫蛍光法で、Apg9は液胞のそばのオルガネラに局在し、既存のオルガネラマーカーとの一致はみられなかった。その欠損株はオートファジーの中間構造体であるオートファゴソームの形成に欠損を示すことが明らかとなった。また酵母の中のPI-3kinaseをコードするVps34がオートファジーに必要であることを見いだした。実際オートファゴソーム膜にPI-3Pが存在したことから、PI-3Pの生成がオートファゴソームの形成に寄与していることが証明された。

研究成果

• [文献書誌] Noda T, Ohsumi Y: "Tor, a phosphatidylinositol kinase homologue, controls autophagy in yeast"J. Biol. Chem.. 273(3). 3963-3966 (1998)
• [文献書誌] Noda T, Kim J, Huang WP, Baba M, Tokunaga C, Ohsumi Y, and Klionsky DJ,: "Apg9p/Cvt7p Is an Integral Membrane Protein Required for Transport Vesicle Formation in the Cvt and Autophagy Pathways"J. Cell. Biol.. 148(3). 465-480 (2000)
• [文献書誌] Kirisako T, Baba M, Ishihara N, Miyazawa K, Ohsumi M, Yoshimori T, Noda T, Ohsumi Y.: "Formation process of autophagosome is traced with Apg8/Aut7p in yeast"J. Cell. Biol.. 147(2). 435-446 (1999)
• [文献書誌] Shintani T, Mizushima N, Ogawa Y, Matsuura A, Noda T, Ohsumi Y,: "Apg10p, a novel protein-conjugating enzyme essential for autophagy in yeast"EMBO J. 18(19). 5234-5241 (1999)
• [文献書誌] Mizushima N, Noda T, Ohsumi Y: "Apg16p is required for the function of the Apg12p-Apg5p conjugate in the yeast autophagy pathway"EMBO J. 18(14). 3888-3896 (1999)
• [文献書誌] Mizushima N, Noda T, Yoshimori T, Tanaka Y, Ishii T, George MD, Klionsky DJ, Ohsumi M, Ohsumi Y: "A protein conjugation system essential for autophagy"Nature. 395(6700). 395-398 (1998)