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真核細胞は窒素源などの飢餓にさらされたとき、自己の構成成分を分解し、再利用するオートファジーというシステムを持っている。オートファジーは、飢餓シグナルの感知・伝達、二重膜構造体オートファゴソームの形成、オートファゴソームのリソソーム/液胞への融合、オートファゴソームの分解という一連の過程からなる。
これまで、遺伝学的解析のしやすい出芽酵母の系を利用して、オートファジーに欠損を示すapg(現在ではatg)変異株が16種類得られている。これらの変異株は全てオートファゴソーム形成が不能となり、それに伴って、窒素飢餓時の生存率が低下する。
ATG遺伝子の機能解析が進められた結果、Atgタンパク質がいくつかの機能群を形成していることが明らかとなってきた。Atg1タンパク質キナーゼ複合体、ホスファチジルイノシトール3リン酸キナーゼ複合体、2種類のユビキチン様タンパク質結合システムなどが挙げられる。ユビキチン様タンパク質結合システムを介して、Atg8は脂質ホスファチジルエタノールアミンと共有結合し、Atg12はAtg5と共有結合する。
私は蛍光顕微鏡を用いたAtg8とAtg5の局在解析を通じて、オートファゴソーム形成に必須な構造体、pre-autophagosomal strusture (PAS)を見出した。その後の解析から、多くのAtgタンパク質がPASへの局在を示すことが明らかとなってきた。
そこで、GFP (green fluorescent protein)融合Atgタンパク質の局在をATG遺伝子破壊株中で網羅的に解析することにより、それぞれのAtg因子がどのような相互作用を介してPAS形成に関わっているかを調べた。その結果、Atg17がPAS形成の基盤となっていることが示唆された。本解析は現在も進行中であり、来年度中に終了する予定である。
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