病原体オートファジーの解析

2006 年度 研究成果報告書概要

• 研究課題/領域番号: 17370073
• 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: 細胞生物学
• 研究機関: 大阪大学 (2006); 国立遺伝学研究所 (2005)
• 研究代表者: 吉森 保 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (60191649)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2006
• キーワード: 分解 / オートファジー / 病原微生物 / A群レンサ球菌 / 自然免疫 / rab / 膜 / ゴルジ体

研究概要

オートファジーは、真核細胞に普遍的に備わる細胞内大規模分解システムであり、細胞成分の代謝回転などに働く。オートファジーでは、オートファゴソームと呼ばれる膜構造が細胞質の一部を囲い込み、それにリソソームが融合して囲い込んだ物の消化が起こる。我々は、オートファジーが本来の代謝機能に加え、細胞内に侵入したA群レンサ球菌(GAS)の捕獲分解にも働くことを見いだし、一種の自然免疫としての機能も持つことを明らかにした。本研究では、このような病原微生物対オートファジーの攻防を病原体オートファジーと名付け、その根底にある分子メカニズムと感染症における意義の解明を目指した。2年の研究期間中に、GASを捕獲する巨大なオートファゴソームがどのようにして形成されるのかを明らかにし、またその過程に必要な分子の同定に成功した。GASが細胞質に現れると複数の隔離膜(オートファゴソームの前駆体)が菌の集団を取り囲み、互いに融合することによって完全な包み込みが起こる。その融合には低分子量GTPaseのrab7が必要であった。さらには巨大オートファゴソーム同士の融合も活発に起こり、最終的に核近傍に菌を多数集積した球状の構造が形成されることを見いだした。また巨大オートファゴソーム形成時の膜供給源の一つがゴルジ体であり、そこからAtg9や脂質が移動していることが判明した。Rab7は代謝に使われるオートファゴソーム形成には不要なので、恐らく進化の過程で代謝オートファジーを病原体オートファジーに転用すべく、新たな分子機構として付加的に援用されたものと思われる。

研究成果

• [雑誌論文] Virulence of Porphyromonas gingivalis is altered by substitution of fimbria gene with different genotype (2007)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Kawai S, Nakano K, Inaba H, Kuboniwa M, Nakagawa I, Tsuda K, 0mori H, Ooshima T, Yoshimori T, Amano A.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 9 ページ: 753-65
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Nordihydroguaiaretic acid affects multiple dynein-dynactin functions in intehase and mitotic cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Arasaki K, Tani K, Yoshimori T, Stephens DJ, Tagaya M.
  • 雑誌名: Mol Pharmacol 71 ページ: 454-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Protective role of autophagy against Vibrio cholerae cytolysin,apore-forming toxin from V.cholerae (2007)
  • 著者名/発表者名: Gutierrez MG, Saka HA, Chinen I, Zoppino FCM, Yoshimori T, Bocco JL, Colombo MI.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci. 104 ページ: 1829-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Virulence of Porphyromonas gingivalis is altered by substitution of fimbria gene with different genotype (2007)
  • 著者名/発表者名: Kato T, Kawai S, Nakano K, Inaba H, Kuboniwa M, Nakagawa I, Tsuda K, Omori H, Ooshima T, Yoshimori T, Amano A.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 9 ページ: 753-65
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Nordihydroguaiaretic acid affects multiple dynein-dynactin functions in interphase and mitotic cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Arasaki K, Tani K, Yoshimori T, Stephens DJ, Tagaya M.
  • 雑誌名: Mol Fharmscol 71 ページ: 454-60
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Protective role of autophagy against Vibrio cho]erae cytolysin, a p ore- forming toxin from V cholerae (2007)
  • 著者名/発表者名: Gutierrez MG, Saka HA, Chinen I, Zoppino FCM, Yoshimori T, Bocco JL, Colombo MI
  • 雑誌名: Proc. Natl, Acad. Sci 104 ページ: 1829-34
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intracellular inclusions containing mutant αl-antitrypsin Z are propagated in the absence of autophagic activity (2006)
  • 著者名/発表者名: Kamimoto T, Shisako S, Hidvegi T, Mizushima N, Umebayashi K, Perlmutter D H, Yoshimori T.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 4467-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Autophagy Controls Salmonella Infection in Response to Damage to the Salmonella-containing Vacuole (2006)
  • 著者名/発表者名: Birmingham C L, Smith A C, Bakowski M A, Yoshimori T, Brumell J H.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 11374-83
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of intracellular accumulation of mutant Huntingtin by Beclin 1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Lu T, Furuya T, Degterev A, Mizushima N, Yoshimori T, Macdonald M, Yankner B, Yuan J.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 281 ページ: 14474-85
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] CHMP5 is essential for late endosome function and down-regulation of receptor signaling during mouse embryogenesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Shim J H, Xiao C, Hayden M S, Lee K Y, Trombetta E S, Pypaert M, Nara A, Yoshimori T, Wilm B, Erdjument-Bromage H, Tempst P, Hogan B L, Mellxnan I, Ghosh S.
  • 雑誌名: J.Cell Biol. 172 ページ: 1045-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Survival of parvovirus B19-infected cells by cellular autophagy (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakashima A, Tanaka N, Tamai K, Kyuuma M, Ishikawa Y, Sato H, Yoshimori T, Saito S, Sugamura K.
  • 雑誌名: Virology 349 ページ: 254-63
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Cholesterol depletion facilitates ubiquitylation of NPCl and its association with SKD1/Vps4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohsaki Y, Sugimoto Y, Suzuki M, Hosokawa H, Yoshimori T, Davies JP, Ioannou YA, Uaruer MT, Ohno K, Ninomiya H.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 119 ページ: 2643-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Rotavirus NSP4 induces a novel vesicular compartment regulated by calcium and associated with viroplasms (2006)
  • 著者名/発表者名: Berkova Z, Crawford SE, Trugnan G, Yoshimori T, Morris AP, Estes MK.
  • 雑誌名: J Virol. 80 ページ: 6061-71
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] ALIS are Stress-Induced Protein Storage Compartments for Substrates of the Proteasome and Autophagy (2006)
  • 著者名/発表者名: Szeto J, Kaniuk NA, Canadien V, Nisman R, Mizushima N, Yoshimori T, Bazett-Jones DP, Bruxriell JH.
  • 雑誌名: Autophagy 2 ページ: 189-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induced expressions of Rab24 GTPase and LC3 in nerve-injured motor neurons (2006)
  • 著者名/発表者名: Egami Y, Kiryu-Seo S, Yoshimori T, Kiyama H.
  • 雑誌名: Riochem RiophysRes Commun. 337 ページ: 1206-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Intracellular inclusions containing mutant al-antitrypsin Z are propagated in the absence of autophagic activity- (2006)
  • 著者名/発表者名: Kamimoto T, Shisako S, Hidvegi T, Mizushima N, Umebayashi K, Perlmutter D H, Yoshimori T.
  • 雑誌名: J Riol. Chem. 281 ページ: 4467-76
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Autophagy Controls Salmonella Infection in Response to Damage to the Salmonella-containing Vacuole (2006)
  • 著者名/発表者名: Birmingham C L, Smith A C, Bakowski MA, Yoshimori T, Brumell J H.
  • 雑誌名: J Riol. Chem. 281 ページ: 11374-83
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of intracellular accumulation of mutant Huntingtih by Beclin 1 (2006)
  • 著者名/発表者名: Shibata M, Lu T, Furuya T, DegterevA, Mizushima N, Yoshimori T, Macdonald M, Yanknsr B, Yuan J
  • 雑誌名: J Riol. Chem. 281 ページ: 14474-85
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] CHMP5 is essential for late andosome function and down-regulation of receptor signaling during mouse embryogenesis (2006)
  • 著者名/発表者名: Shim J H, Xiao C, Hayden M S, Lee KY, Trombetta E S, Pypaert M, Nara A, Yoshimori T, Wilm B, Srdjument-Bromage H, Tempst P, Hogan B L, Mellmari I, Ghosh S.
  • 雑誌名: J. Cell. Biol 172 ページ: 1045-56
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Survival of parvovirus B 19-infected cells by cellular autophagy (2006)
  • 著者名/発表者名: Nakashima A, Tanaka N, Tamai K, Kyuuma M, Ishikawa Y, Sato H, Yoshimori T, Saito S, Sugamura K.
  • 雑誌名: Virology. 349 ページ: 254-63
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Cholesterol depletion facilitates ubiquitylation of NPC1 and its association with SKD1/Vps4 (2006)
  • 著者名/発表者名: Ohsaki Y, Sugimoto Y, Suzuki M, Hoaokawa H, Yoshimori T, Davies JP Ioannou YA, Vanier MT, Ohno K, Ninomiya H.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 419 ページ: 2643-53
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Morris AP, Estes MK. Rotavirus NSP4 induces a novel vesicular compartment regulated by calcium and associated with viroplasms (2006)
  • 著者名/発表者名: Berkova Z, Crawford SE, Trugnan G, Yoshimori T
  • 雑誌名: J Virol 80 ページ: 6061-71
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] ALIS are Stress-Induced Protein Storage Compartments for Substrates of the Proteasome and Autophagy (2006)
  • 著者名/発表者名: Szeto J, Kaniuk NA, Canadien V, Nisman R, Mizushima N, Yoshimori T, Bazett-Jones DP, Brumell JH.
  • 雑誌名: Autophagy ページ: 189-99
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Autophagy in Immunity and Infection A Novel Immune Effector, Ed. Deretic V.,(Autophagy eliminates Group A Streptococcus invading host cells) (2006)
  • 著者名/発表者名: Amano A, Yoshimori T.
  • 雑誌名: WILEY-VCH ページ: 250
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Endothelial nitric oxide synthase antisense(NOS3AS)gene encodes and autophagy-related protein(APG9-like2)highly expressed in trophoblast (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Carson AR, Caniggia I, Umebayashi K, Ybshimori T, Nakabayashi K, Scherer S W.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 18283-90
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Small GTPase proteins Rin and Ritbind to Par6 GTP-dependently,and regulate cell transformation (2005)
  • 著者名/発表者名: Hoshino M, Yoshimori T, Nakamura S.
  • 雑誌名: J.Biol.Chem. 280 ページ: 22868-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Sera from patients with type 2 Diabetes and Neuropathy Induce Autophagy 'and Colocalization with Mitochondria in SY5Y cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Towns R, Kabeya Y, Yoshimori T, Guo C, Shangguan Y, Hong S, Kaplan M, Klionsky DJ, Wiley J W.
  • 雑誌名: Autophagy 1 ページ: 163-70
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Regulation of epidermal growth factor receptor down-regulation by UBPY-mediated deubiquitination at endosomes (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizuno E, Iura T, Mukai A, Yoshimori T, Kitamura N, Komada M.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 16 ページ: 5163-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Induced expressions of Rab24 GTPase and LC3 in nerve-injured motor neurons (2005)
  • 著者名/発表者名: Egami Y, Kiryu-Seo S, Yoshimori T, Kiyama H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun 337 ページ: 1206-13
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Molecular dissection of internalization of Porphyromonas gingivalis by cells using fluorescent beads coated with bacterial membrane vesicle (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuda K, Amano A, Umebayashi K, Inaba H, Nakagawa I, Nakarushi Y, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Cell Struct.Funct. 30 ページ: 81-91
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より
• [雑誌論文] Endothelial nitric oxide synthase antisenre(NOS3AS) gene encodes an autophagy-related protein(APG9-like2) highly expressed in trophoblast (2005)
  • 著者名/発表者名: Yamada T, Carson AR, Caniggia I, Umebayashi K, Yoshimori T, Nakabayashi K, Scherer SW.
  • 雑誌名: J. Riol. Chem. 280 ページ: 18283-90
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Small GTPase proteins Rin and Rit bind to Par6 GTP-dependently, and regulate cell transformation. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hoshino M, Yoshimori T, Nakamura S.
  • 雑誌名: J Riol. Chem. 280 ページ: 22868-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Sera from patients with type 2 Diabetes and Neuropathy Induce Autophagy and Colocalization with Mitochondria in SY5Y cells (2005)
  • 著者名/発表者名: Towns R, Kabeya Y, Yoshimori T, Quo C, Shangguan Y, Hong 5, Kaplan M, Klionsky D J, Wiley J W.
  • 雑誌名: Autophagy 1 ページ: 163-70
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Regulation of epidermal growth factor receptor down-regulation by UBPY-mediated deubiquitination at endosomes (2005)
  • 著者名/発表者名: Mizuno E, lura T, Mukai A, Yoshimori T, Kitamura N, Komada M.
  • 雑誌名: Mol. Biol Cell. 16 ページ: 5163-74
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [雑誌論文] Molecular dissection of internalization of Porphyromonas gingivalis by cells using fluorescent beads coated with bacterial membrane vesicle (2005)
  • 著者名/発表者名: Tsuda K, Amano A, Umebayashi K, Inaba H, Nakagawa I, Nakanishi Y, Yoshimori T
  • 雑誌名: Cell Struct. Funct. 30 ページ: 81-91
  • 説明: 「研究成果報告書概要(欧文)」より
• [図書] Autophagy in Immunity and Infection:A Novel Immune Effector, Ed.DereticV., (Autophagy eliminates Group A Streptococcus invading host cells) (2006)
  • 著者名/発表者名: Amano A, Yoshimori T.
  • 総ページ数: 250
  • 出版者: WILEY-VCH
  • 説明: 「研究成果報告書概要(和文)」より