secretory lysosome形成機構:ATG遺伝子産物の役割

2005 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 16370063
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能生物化学
• 研究機関: 順天堂大学
• 研究代表者: 上野 隆 順天堂大学, 医学部, 助教授 (10053373)
• 研究分担者: 谷田 以誠 順天堂大学, 医学部, 講師 (30296868) ; 江崎 淳二 順天堂大学, 医学部, 講師 (60232948)
• 研究期間 (年度): 2004 – 2005
• キーワード: オートファジー / リソソーム / メラノソーム / メラニン形成 / ATG遺伝子 / secretory lysosome / エキソソーム / タンパク分解

研究概要

培養メラノーマB16-F1細胞では、メラノソームマーカーであるチロシナーゼやTRP-1、リソソームマーカーのLGP120に加えて、オートファゴソーム膜タンパクであるLC3とGABARAP(Atg8の哺乳動物ホモログ)が膜結合型として存在し、実質的にメラノソームマーカーと共局在していることが、OptiPrep密度勾配遠心による細胞分画や間接蛍光抗体法により示されていた。2年目の平成17年度では、免疫電顕でさらにこれを追認し、メラノソームがオートファゴソームとしての性質を帯びることによって、自分自身をターンオーバーしていることが解った。
メラノソームはsecretory lysosomeの代表格でもあり、その内腔成分を細胞外へ分泌する特性を持つ。B16-F1細胞では、LC3やGABARAPに富んだ小胞を培地に多く放出することが解った。これらの小胞には、脂質結合型LC3、GAPARAPに加えて、リソソーム膜タンパクLGP120、カテプシンL、チロシナーゼなどが濃縮されていた。免疫電顕では、比較的大きさの揃った小胞として見ることができ、内外両側にLC3が分布する。これらを総合すると、メラノーマがexosome様の小胞を放出し、その中にオートファゴソームマーカーであるLC3やGABARAPを持つものがあると結論される。exosomeに関するこれまで知見に基づき、細胞外に分泌されたこれらの小胞はsecretory lysosomeとしてのメラノソーム熟成や分泌に必要な中間体であると考えられた。オートファゴソームがこれらのsecretory lysosomeの成り立ちに深く関わっていることが示唆される。

研究成果

• [雑誌論文] Phosphatidylserine in addition to phosphatidylethanolamine is an in vitro target of the mammalian Atg8 modifiers, LC3, GABARAP, and GATE-16. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sou YS et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281(6) ページ: 3017-3024
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] The crystal structure of human Atg4b, a processing and de-conjugating enzyme for autophagosome-forming modifiers. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kumanomidou T et al.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 355(4) ページ: 612-618
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Excess peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwata J et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 281(7) ページ: 4035-404
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration in mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M et al.
  • 雑誌名: Nature (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Atg8L/Apg8L is the fourth mammalian modifier of mammalian Atg8 conjugation mediated by human Atg4B, Atg7 and Atg3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanida I et al.
  • 雑誌名: FEBS Journal (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Phosphatidylserine in addition to phosphatidylethanolamine is an in vitro target of the mammalian Atg8 modifiers, LC3, GABARAP, and GATE-16. (2006)
  • 著者名/発表者名: Sou YS, Tanida I, Komatsu M, Ueno T, Kominami E.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281(6) ページ: 3017-3024
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] The crystal structure of human Atg4b, a processing and de-conjugating enzyme for autophagosome-forming modifiers. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kumanomidou T, Mizushima T, Komatsu M, Suzuki A, Tanida I, Sou YS, Ueno T, Kominami E, Tanaka K, Yamane T.
  • 雑誌名: J Mol Biol. 355(4) ページ: 612-618
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Excess peroxisomes are degraded by autophagic machinery in mammals. (2006)
  • 著者名/発表者名: Iwata J, Ezaki J, Komatsu M, Yokota S, Ueno T, Tanida I, Chiba T, Tanaka K, Kominami E.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 281(7) ページ: 4035-404
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Loss of autophagy in the central nervous system causes neurodegeneration in mice. (2006)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M, Waguri S, Chiba T, Murata S, Iwata JI, Tanida I, Ueno T, Koike M, Uchiyama Y, Kominami E, Tanaka K.
  • 雑誌名: Nature (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Atg8L/Apg8L is the fourth mammalian modifier of mammalian Atg8 conjugation mediated by human Atg4B, Atg7 and Atg3 (2006)
  • 著者名/発表者名: Tanida I, Sou YS, Minematsu-Ikeguchi N, Ueno T, Kominami E.
  • 雑誌名: FEBS J (in press)
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Biology 169(3) ページ: 425-434
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Solution structure of microtubule-associated protein light chain 3 and identification of its functional subdomains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kouno T et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 280(26) ページ: 24610-24617
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Impairment of starvation-induced and constitutive autophagy in Atg7-deficient mice. (2005)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M, Waguri S, Ueno T, Iwata J, Murata S, Tanida I, Ezaki J, Mizushima N, Ohsumi Y, Uchiyama Y, Kominami E, Tanaka K, Chiba T.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 169(3) ページ: 425-434
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Solution structure of microtubule-associated protein light chain 3 and identification of its functional subdomains. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kouno T, Mizuguchi M, Tanida I, Ueno T, Kanematsu T, Mori Y, Shinoda H, Hirata M, Kominami E, Kawano K.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 280(26) ページ: 24610-24617
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] A novel protein-conjugating system for Ufm1, a ubiquitin-fold modifier. (2004)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M. et al.
  • 雑誌名: EMBO Journal 23(9) ページ: 2503-2518
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] HsAtg4B/HsApg4B/sutophagin-1 cleaves the carboxyl termini of three human Arg8 homologues and delipidates microtubule-associated protein light chain 3- and GABAA receptor-associated protein-phospholipid conjugates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida I et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279(35) ページ: 36268-36276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ^1H, ^<13>C, and ^<15>N resonance assignments of human microtubule-associated protein light chain-3. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kouno T. et al.
  • 雑誌名: Journal of Biomolecular NMR 29(3) ページ: 415-416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Role for Rab7 in maturation of late autophagic vacuoles. (2004)
  • 著者名/発表者名: Jager S et al.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 117(20) ページ: 4837-4848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Human light chain 3/MAP1LC3B is cleaved at its carboxyl-terminal Met121 to expose Gly120 for lipidation and targeting to autophagosomal membranes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida I et al.
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 279(46) ページ: 47704-47710
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] A novel protein-conjugating system for Ufml, a ubiquitin-fold modifier. (2004)
  • 著者名/発表者名: Komatsu M, Chiba T, Tatsumi K, Iemura S, Tanida I, Okazaki N, Ueno T, Kominami E, Natsume T, Tanaka K.
  • 雑誌名: EMBO J. 23(9) ページ: 1977-1986
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] HsAtg4B/HsApg4B/autophagin-1 cleaves the carboxyl termini of three human Atg8 homologues and delipidates microtubule-associated protein light chain 3- and GABAA receptor-associated protein-phospholipid conjugates. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida I, Sou YS, Ezaki J, Minematsu-Ikeguchi N, Ueno T, Kominami E.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279(35) ページ: 36268-36276
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ^1H, ^<13>C and ^<15>N resonance assignments of human microtubule-associated protein light chain-3. (2004)
  • 著者名/発表者名: Kouno T, Mizuguchi M, Tanida I, Ueno I, Kominami E, Kawano K.
  • 雑誌名: J Biomol NMR. 29(3) ページ: 415-416
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Role for Rab7 in maturation of late autophagic vacuoles. (2004)
  • 著者名/発表者名: Jager S, Bucci C, Tanida I, Ueno T, Kominami E, Saftig P, Eskelinen EL.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 117(Pt 20) ページ: 4837-4848
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Human light chain 3/MAP1LC3B is cleaved at its carboxyl-terminal Met121 to expose Gly12O for lipidation and targeting to autophagosomal membranes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Tanida I, Ueno T, Kominami E.
  • 雑誌名: J Biol Chem. 279(4) ページ: 47704-47710
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Autophagy (Klionsky DJ ed., Landes Bioscience) (2004)
  • 著者名/発表者名: Ueno T, Tanida I, Kominami E
  • 総ページ数: 18
  • 出版者: Autophagy and neuromuscular diseases.
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より