オートファジーによる生存戦略の分子基盤

2008 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19207015
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉森 保 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (60191649)
• キーワード: オートファジー / 生存戦略 / LC3 / フォスファチジルエタノールアミン / 脂質化 / Atg4B / 隔離膜 / SNARE

研究概要

オートファジーは、真核生物に普遍的な細胞内大規模分解システムとして、飢餓時の栄養源確保から病原体排除まで多彩な機能を持つ。これらの機能の多くは生命維持に関わっており、オートファジーの多面的活用による生存戦略が存在するといえよう。オートファジーの役割の解明が進む一方で、その分子機構はいまだ謎が多い。本研究課題では、生存戦略としてのオートファジーという観点からその分子解剖を行う。本年度は以下の成果を得た。
LC3はproLC3として生合成されると直ちにC末端22残基が切断されLC3-Iとなった後、フォスファチジルエタノールアミンと共有結合しLC3-IIとなる。LC3-Iは細胞質に、LC3-IIはオートファゴソーム膜に局在するが、LC3-IIのオートファジーにおける役割は判明していなかった。我々は、proLC3のプロセッシングを特異的に行うタンパク質分解酵素Atg4Bの不活性変異体が、当該酵素反応の産物であるLC3-Iに強固に結合しLC3-IIの形成を阻害するという奇妙な性質を持つことを見出した。その結果、Atg4B変異体発現細胞ではオートファジーが抑制される。しかし、オートファゴソームの前駆体である隔離膜は形成されていた。ただし、隔離膜の末端が融合して閉鎖しオートファゴソームとなる段階が阻害され、未閉鎖のものが蓄積していた。従って脂質化LC3は、隔離膜の閉鎖(末端の融合)に働いていることが明らかになった。
また病原菌特異的オートファジーに関与するSNAREタンパク質の同定に成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Effect of Helicobacter pylori's vacuolating cytotoxin on the autophagy pathway in gastric epithelial cells. (2009)
  • 著者名/発表者名: Terebiznik MR, Raju D, Vazquez CL, Torbricki K, Kulkarni R, Blanke SR, Yoshimori T, Colombo MI, Jones NL.
  • 雑誌名: Autophagy. Apr 19;5(3)(Epub ahead of print)
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Atg4B Mutant Hampers the Lipidation of LC3 Paralogues and Causes Defects in Autophagosome Closure. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Hayashi M, Fukumoto H, Omori H, Yamamoto A, Noda T, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 4651-4659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagic control of listeria through intracellular innate immune recognition in drosophila. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yano T, Mita S, Ohmori H, Oshima Y, Fujimoto Y, Ueda R, Takada H, Goldman WE, Fukase K, Silverman N, Yoshimori T, Kurata S.
  • 雑誌名: Nat Immunol. 9 ページ: 908-916
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Atgl6L Complex Specifies the Site of LC3 Lipidation for Membrane Biogenesis in Autophagy. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Itoh T, Fukuda M, Noda T, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 2092-2100
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynein-dependent Movement of Autophagosomes Mediates Efficient Encounters with Lysosomes. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura S, Noda T, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 33 ページ: 109-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Functional Analysis of α5β1 Integrin and Lipid Rafts in Invasion of Epithelial Cells by Porphyromonas gingivalis using Fluorescent Beads Coated with Bacterial Membrane Vesicle. (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuda K, Furuta N, Inaba H, Kawai S, Hanada K, Yoshimori T, Amano A.
  • 雑誌名: Cell Struct Funct. 33 ページ: 123-132
  • 査読あり
• [雑誌論文] Golgi-resident small GTPase Rab33B interacts with Atg16L and modulates autophagosome formation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Itoh T, Fujita N, Kanno E, Yamamoto A, Yoshimori T, Fukuda M.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 2916-2925
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubc4/5 and c-Cbl Continue to Ubiquitinate EGF Receptor after Internalization to Facilitate Polyubiquitination and Degradation. (2008)
  • 著者名/発表者名: Umebayashi K, Stenmark H, Yoshimori T.
  • 雑誌名: Mol Biol Cell. 19 ページ: 3454-3462
  • 査読あり
• [雑誌論文] DAP-kinase is a mediator of endoplasmic reticulum stress-induced caspase activation and autophagic cell death. (2008)
  • 著者名/発表者名: Gozuacik D, Bialik S, Raveh T, Mitou G, Shohat G, Sabanay H, Mizushima N, Yoshimori T, Kimchi A.
  • 雑誌名: Cell Death Differ. 15 ページ: 1875-1886
  • 査読あり
• [雑誌論文] Loss of the autophagy protein Atg16L1 enhances endotoxin-induced IL-1 beta production. (2008)
  • 著者名/発表者名: Saitoh T^*, Fujita N^*, Jang MH, Uematsu S, Yang BG, Satoh T, Omori H, Noda T, Yamamoto N, Komatsu M, Tanaka K, Kawai T, Tsujimura T, Takeuchi O, Yoshimori T, Akira S. (^*These authors contributed equally to this work. )
  • 雑誌名: Nature. 456 ページ: 264-268
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nucleotide-Dependent Conformational Changes and Assembly of the AAA ATPase SKD1/VPS4B. (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue M, Kamikubo H, Kataoka M, Kato R, Yoshimori T, Wakatsuki S, Kawasaki M.
  • 雑誌名: Traffic. 9 ページ: 2180-2189
  • 査読あり
• [学会発表] 分解系ロジスティクスの疾患における役割と作動機構 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 特定領域研究「トラフィック」終了・新学術領域研究「ロジスティクス」発足合同シンポジウム
  • 発表場所: 航空会館(東京)
  • 年月日: 2009-01-29
• [学会発表] Autophagy as a Cellular Defense System against Pathogens and Unfolding Proteins (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: BMB2008 (第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会) Symposium 3S3 : Intracellular Logistics : Approach to Pathophysiology of Membrane Traffic
  • 発表場所: 神戸ポーピアホテル
  • 年月日: 20081209-20081212
• [学会発表] Molecular Machinery of Autophagy and Its Role in Diseases (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 11th Western Pacific Cingress on Chemotherapy and Infectious Diseases, Symposium 9 : Invasive Group A Streptococcal Infections
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 20081129-20081203
• [学会発表] Mechanistic Insight into Membrane Dynamics in Mammalian Autophagy (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Center for the Study of Inflammatory Bowel Disease 18th Annual Workshop on Autophagy in Immunity
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 20081114-20081115
• [学会発表] Autophagy : Molecular Machinery and Role in Cellular Defense (2008)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Korean Society of Medical Biochemistry and Molecular Biology Annual International Conference : In Commemoration of the 60th KSMBMB Anniversary, Symposium SY17 : Autophagy and Human Diseases
  • 発表場所: Seoul, Korea
  • 年月日: 20081029-20081031
• [学会発表] 細胞内自己消化システム・オートファジーによる生体防御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 日本細菌学会関東支部総会特別講演
  • 発表場所: 生命の森リゾート(千葉)
  • 年月日: 2008-10-24
• [図書] Methods Enzymol. 452 (2009)
  • 著者名/発表者名: Kimura S, Fujita N, Noda T, Yoshimori T.
  • 総ページ数: 1-12
  • 出版者: Academic Press
• [図書] 分子細胞生物学辞典(第2版) (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 総ページ数: 173-175
  • 出版者: (株)東京化学同人
• [備考]
  • URL: http://www.biken.osaka-u.ac.jp/act/act_yoshimori.php