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オートファジーは真核生物において高度に保存された細胞内成分の自己分解経路である。オートファジーが誘導されると、液胞近傍にオートファジー関連（Atg）タンパク質と呼ばれるタンパク質群が集積体を形成する。Atgタンパク質の集積体を起点に、隔離膜（IM）と呼ばれるカップ状の膜構造が伸展し、分解対象を包み込んでオートファゴソーム（AP）を形成する。これら一連の構造体はオートファジー関連構造体（ARS）と呼ばれている。APの形成には19のAtgタンパク質が必須であることが知られており、それらの機能がどのように関わってAPが形成されるかについては未だ不明である。本研究では、ARSの形態やAtgタンパク質の局在に注目し、顕微鏡画像の定量解析によりAP形成時のAtgタンパク質の役割に関する知見を得ることを目的とした。本研究では、大きなAPを形成することが知られているW303二倍体株を用いてAP上でのAtgタンパク質の解析を行った。APに注目した解析を行うため、複数の形態パラメータを使用し、客観的な基準からクラスタリングによりAPを選別するシステムを開発した。ARS全体に局在することが知られているAtg8を蛍光タンパク質mRuby3で標識し、IM伸展時に他のオルガネラの相互作用領域に局在することが知られているAtgタンパク質のAPにおける局在解析を行った。その結果、局在する相互作用領域によってAPクラスターにおける共局在率が異なることが明らかとなった。また、経時的なARSの形態解析により、AP形成後期課程における形態学的な変化を詳細に解析することが可能となった。本研究により、ARSの形態解析を行う新たなツールが開発され、Atgタンパク質の機能について新たな知見を得ることに成功した。
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