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2021 年度 実績報告書

オートファジーにおける隔離膜伸長過程の多角的な微細構造解析

研究課題

研究課題/領域番号 19K16478
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

田村 直輝  福島県立医科大学, 医学部, 講師 (70745992)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードオートファジー / 高浸透圧ストレス / ストレス顆粒
研究実績の概要

(マクロ)オートファジーとは飢餓ストレスなどに応答して細胞内の構成成分をオートファゴソームという2重の隔離膜で包み込み分解する経路である。オートファジーは神経変性疾患など様々な疾患に関与しているとされるが、隔離膜形成の分子メカニズムは不明な点が多く、詳細な解析が必要不可欠と考えられる。申請者は、オートファジーにおける隔離膜形成因子の一つであるAtg2に注目して、マクロオートファジーにおける隔離膜伸長を制御することで隔離膜形成の経時的かつ微細構造レベルの解析を計画した。しかし、近年の研究からAtg2には脂質の輸送活性があり、隔離膜形成における脂質供給過程の中核を担っていることが提唱され、多くの研究グループがAtg2に注目して現在進行形で研究を行っている。そこで他の研究との差別化を図るために、当初予定していた飢餓ストレス下におけるオートファジーの隔離膜形成メカニズム解明から高浸透圧ストレス下で誘導される隔離膜形成メカニズム解明へとシフトすることにした。結果として、高浸透圧ストレス下でp62とポリユビキチン鎖を中心とした非膜性オルガネラ(p62顆粒)が形成され、これをオートファジー隔離膜が特異的に認識し、リソソームで分解していることを明らかにした。さらに、p62顆粒と高浸透圧ストレス下で形成される別の非膜性オルガネラであるストレス顆粒の微細構造を電子相関顕微鏡(CLEM)法で解析した。結果、明らかに両顆粒の形態が異なっており、p62顆粒の方が濃い分子密度でより球形であることが分かった。また、高浸透圧ストレス下におけるp62顆粒形成およびオートファジーによる分解がヒト角膜3次元モデルでも観察されたことから多細胞実験系でも起こる現象であることが分かった。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Loss of <i>Atg2b</i> and <i>Gskip</i> Impairs the Maintenance of the Hematopoietic Stem Cell Pool Size2022

    • 著者名/発表者名
      Sakai Shun-suke、Hasegawa Atsushi、Ishimura Ryosuke、Tamura Naoki、Kageyama Shun、Komatsu-Hirota Satoko、Abe Manabu、Ling Yiwei、Okuda Shujiro、Funayama Manabu、Kikkawa Mika、Miura Yoshiki、Sakimura Kenji、Narita Ichiei、Waguri Satoshi、Shimizu Ritsuko、Komatsu Masaaki
    • 雑誌名

      Molecular and Cellular Biology

      巻: 42 ページ: e00024-21

    • DOI

      10.1128/MCB.00024-21

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 高浸透圧ストレスに応答した非膜性オルガネラの形成・分解機序2022

    • 著者名/発表者名
      田村直輝、和栗 聡
    • 学会等名
      日本解剖学会
  • [学会発表] 高浸透圧ストレスに応答した非膜性オルガネラの形成・分解機序2021

    • 著者名/発表者名
      田村直輝、和栗 聡
    • 学会等名
      日本細胞生物学会

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公開日: 2022-12-28  

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