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2020 年度 実績報告書

オートファジーの生理機能の総合的理解

研究課題

研究課題/領域番号 16H06375
研究機関東京工業大学

研究代表者

大隅 良典  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 栄誉教授 (30114416)

研究分担者 堀江 朋子 (川俣朋子)  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 助教 (70435527)
研究期間 (年度) 2016-05-31 – 2021-03-31
キーワードオートファジー / ATG / タンパク質 / 細胞内分解 / 基質
研究実績の概要

コロナ禍の影響で遅れた研究が、順調に進んだが、それらの成果を論文として結実させるには、あと1年が必要である。酵母オートファジーの分解基質、分解産物などの解析を通じてオートファジーの生理的役割が明らかになった。
1.オートファジーによるRNA分解の基質の網羅的な解析を進め、mRNA分解効率がランダムではなく一定の分布を持つことが明らかになった。その選択性が転写効率、リボソームとの結合に依存していることを示すことに成功した。2.オートファジー不能株は最小培地で発酵増殖から呼吸増殖に移行したときに、増殖再開に長時間を要する。この移行期にバルクオートファジーが誘導される。ラグの原因を解析した結果、アミノ酸、とりわけセリンの添加によって解消することが分かった。セリンは1炭素代謝を通じてミトコンドリアの開始メチオニンtRNAのホルミル化に必須な役割を持っており、オートファジーによる分解産物がミトコンドリアの活性に関わる機構の一旦が明らかとなった。3.バルクオートファジーで分解される細胞質タンパク質を単離オートファジックボディの質量分析による解析を進めた。その結果極めて効率よく分解されるYbr28を見出し、逆に分解を免れるタンパク質群にグリコーゲン代謝に関わる酵素を見出し、その機構をあきらにしつつある。4. オートファジーの選択的基質であるApe1複合体が液/液相分離によって形成される液滴であり、その流動性が重要であることを明らかにした。5. 微生物科学研究所の野田展夫氏との共同研究により、長年未解決であった Atg9の構造解析が進み、新しいタイプのスクランブラーゼであることが明らかにした。これによりAtg2、Atg18 などを介した小胞体からオートファゴソームへの脂質輸送の全容が明らかとなった。6. その他、Atg15によるオートファジックボディーの分解機構の詳細が解明されつつある。

現在までの達成度 (段落)

令和2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2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (6件)

  • [雑誌論文] Autophagy Increases Zinc Bioavailability to Avoid Light-Mediated Reactive Oxygen Species Production under Zinc Deficiency2020

    • 著者名/発表者名
      Shinozaki Daiki、Merkulova Ekaterina A.、Naya Loreto、Horie Tetsuro、Kanno Yuri、Seo Mitsunori、Ohsumi Yoshinori、Masclaux-Daubresse C、Yoshimoto Kohki
    • 雑誌名

      Plant Physiology

      巻: 182 ページ: 1284~1296

    • DOI

      10.1104/pp.19.01522

  • [雑誌論文] Liquidity Is a Critical Determinant for Selective Autophagy of Protein Condensates2020

    • 著者名/発表者名
      Yamasaki Akinori、Alam Jahangir Md.、Noshiro Daisuke、Hirata Eri、Fujioka Yuko、Suzuki Kuninori、Ohsumi Yoshinori、Noda Nobuo N.
    • 雑誌名

      Molecular Cell

      巻: 77 ページ: 1163~1175

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2019.12.026

  • [雑誌論文] Phase separation organizes the site of autophagosome formation2020

    • 著者名/発表者名
      Fujioka Yuko、Alam Jahangir Md.、Noshiro Daisuke、Mouri Kazunari、Ando Toshio、Okada Yasushi、May Alexander I.、Knorr Roland L.、Suzuki Kuninori、Ohsumi Yoshinori、Noda Nobuo N.
    • 雑誌名

      Nature

      巻: 578 ページ: 301~305

    • DOI

      10.1038/s41586-020-1977-6

  • [雑誌論文] TORC1 inactivation stimulates autophagy of nucleoporin and nuclear pore complexes2020

    • 著者名/発表者名
      Tomioka Yui、Kotani Tetsuya、Kirisako Hiromi、Oikawa Yu、Kimura Yayoi、Hirano Hisashi、Ohsumi Yoshinori、Nakatogawa Hitoshi
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 219 ページ: 301-305

    • DOI

      10.1083/jcb.201910063

  • [雑誌論文] Autophagy facilitates adaptation of budding yeast to respiratory growth by recycling serine for one-carbon metabolism2020

    • 著者名/発表者名
      May Alexander I.、Prescott Mark、Ohsumi Yoshinori
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 11 ページ: online 5052

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18805-x

  • [雑誌論文] Atg9 is a lipid scramblase that mediates autophagosomal membrane expansion2020

    • 著者名/発表者名
      Matoba Kazuaki、Kotani Tetsuya、Tsutsumi Akihisa、Tsuji Takuma、Mori Takaharu、Noshiro Daisuke、Sugita Yuji、Nomura Norimichi、Iwata So、Ohsumi Yoshinori、Fujimoto Toyoshi、Nakatogawa Hitoshi、Kikkawa Masahide、Noda Nobuo N.
    • 雑誌名

      Nature Structural & Molecular Biology

      巻: 27 ページ: 1185~1193

    • DOI

      10.1038/s41594-020-00518-w

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公開日: 2021-12-27  

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