異物に対するオートファジーとユビキチン化シグナル

2011 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 22770194
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 藤田 尚信 大阪大学, 生命機能研究科, 助教 (00506496)
• キーワード: オートファジー / ユビキチン / タンパク質分解

研究概要

細胞内に侵入した病原性細菌などの"異物"上にはユビキチン化されたタンパク質が特異的に局在しており、選択的なオートファジーに重要な役割を果たしている。しかしながら、どのようなタンパク質がどのようなメカニズムでユビキチン化されるのかこれまで明らかにされていない。本研究では、細胞質に侵入した"異物"のまわりに局在するユビキチン化タンパク質の同定を試みた。ラテックスビーズを細胞にトランスフェクションした後に多段階の精製過程を経て、基質選択的オートファゴソームを精製した。解析の結果、トランスフェリンレセプターを含む種々の宿主由来のエンドソームタンパク質がユビキチン化を受けていることが明らかになった。またそれらのタンパク質は導入したビーズやサルモネラ菌のまわりに局在した。さらにエンドソーム膜タンパク質がユビキチン化されることと致して、基質であるビーズやサルモネラ菌と二重膜のオートファゴソーム膜との間に一重のエンドソーム膜が電子顕微鏡にて観察された。これらの結果から、エンドソーム膜の破れにより宿主エンドソームタンパク質がユビキチン化されると考えられる。
さらにユビキチン化のメカニズムについても検討した。エンドソーム膜の破れに伴い、糖タンパク質糖鎖がエンドソーム内腔から細胞質へ露出されることから、病原性微生物の感染時に見られるユビキチン化反応を担う候補としてFbsファミリー分子に着目した。Fbsファミリー分子は糖鎖認識ドメインとF-Boxドメインを持ち、E3酵素複合体であるSCF(Skp1-Cul1-F-box)複合体の基質認識サブユニットとして機能する。実際にFbs2とFBG5はサルモネラ菌やビーズ上に特異的に局在する様子が観察されたが、これらの分子の発現を抑制してもユビキチン化に影響は見られなかった。従って、エンドソームの破れに伴うユビキチン化にはFbs以外のE3酵素の関与も考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Autophagy guards against cisplatin-induced acute kidney injury (2012)
  • 著者名/発表者名: Takahashi A, Kimura T, Takabatake Y, Namba T, Kaimori J, Kitamura H, Matsui I, Niimura F, Matsusaka T, Fujita N.Yoshimori T, Isaka Y, Rakugi H
  • 雑誌名: Am.J.Pahol. 巻: 180(2) ページ: 517-525
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inhibition of autophagy potentiates the antitumor effect of the multikinase inhibitor sorafenib in hepatocellular carcinoma (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimizu S, Takehara T, Hikita H, Kodama T, Tsunematsu H, Miyagi T, Hosui A, Ishida H, Tatsumi T, Kanto T, Hiramatsu N, Fujita N, Yoshimori T, Hayashi N.
  • 雑誌名: Int. J. Cancer
  • DOI: doi:10.1002/ijc.26374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dysfunction of autophagy participates in vacuole formation and cell death in cells replicating hepatitis C virus (2011)
  • 著者名/発表者名: Taguwa S, Kambara H, Fujita N, Noda T, Yoshimori T, Koike K, Moriishi K, Matsuura Y
  • 雑誌名: J.Virol. 巻: 86(24) ページ: 13185-94
  • DOI: 10.1128/JVI.06099-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] Atg16L2, a novel isoform of mammalian Atgl6L that is not essential for canonical autophagy despite forming an Atg12-5-16L2 complex (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi K, Fujita N.Kanno E, Omori H, Yoshimori T, Itoh T, Fukuda M
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 7(12) ページ: 1500-1513
  • 査読あり
• [学会発表] Selective Autophagy and Ubiquitination accompanying Endosomal Damage (2011)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Fujita, Megumi Nakaoka, Kageyama Shun, Yuuki Osada, Eiji Morita, Takeshi Noda, Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 日本生化学会
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2011-09-24
• [学会発表] Ubiquitination-mediated selective autophagy (2011)
  • 著者名/発表者名: Naonobu Fujita, Megumi Nakaoka, Kageyama Shun, Yuuki Osada, Eiji Morita, Takeshi Noda, Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 内藤カンファレンス
  • 発表場所: 札幌シャトーキングダム
  • 年月日: 2011-06-29
• [備考]
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yoshimori/jp/index.html