オートファジーにおける膜の起源：オルガネラバイオジェネシスの解明

2013 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23247034
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 吉森 保 大阪大学, 生命機能研究科, 教授 (60191649)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• キーワード: オートファゴソーム / 小胞体 / ミトコンドリア / 再循環エンドソーム / 膜の起源 / Atg9 / ゴルジ体 / オルガネラ

研究概要

細胞内大規模分解システム・オートファジーは、発生・分化から、がん・神経変性・感染症等の抑制まで多岐に亘る機能を持つ。オートファジーを遂行する膜オルガネラであるオートファゴソームは、他のオルガネラとは異なり常に新たに形成されるが、どこからそれが現れるのか４０年来論争の的となってきた。本研究では、応募者が最近見いだした小胞体のオートファゴソーム形成への関与を手がかりに集中的かつ統合的な解析を展開し、オートファジー分野における最大の謎「膜の起源」問題について最終的な決着をつけることを目的とした。平成２４年度に、オートファゴソームが小胞体－ミトコンドリア接触点で形成されているという決定的な証拠を得て目的をほぼ達成したので、平成２５年度はさらなる解析を行った。その結果、以下の成果を得た。
オートファゴソーム形成に必要な膜タンパク質Atg9は、普段はゴルジ体に局在し必要に応じて一過性にオートファゴソーム膜に現れるので、輸送小胞により何かを運んでいる可能性がある。輸送シグナルと思われる配列に変異を導入してAtg9-KO細胞に発現させると、野生型のようにオートファジーを回復できないことが判明したので、その変異Atg9を用いて詳細な解析を行った結果、Atg9が再循環エンドソームを経由することがオートファゴソーム形成に必要であることが判明した。本研究の全ての結果を総合すると、オートファゴソーム形成には、少なくとも３つのオルガネラ、小胞体、ミトコンドリア、再循環エンドソームが関わることが結論される。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Structural Basis of the Autophagy-Related LC3/Atg13 LIR Complex: Recognition and Interaction Mechanism. (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Tabata K, Morita E, Kawasaki M, Kato R, Dobson RC, Yoshimori T, Wakatsuki S.
  • 雑誌名: Structure 巻: 22 ページ: 47-58
  • DOI: 10.1016/j.str.2013.09.023
  • 査読あり
• [雑誌論文] Recruitment of the autophagic machinery to endosomes during infection is mediated by ubiquitin. (2013)
  • 著者名/発表者名: Fujita N, Morita E, Itoh T, Tanaka A, Nakaoka M, Osada Y, Umemoto T, Saitoh T, Nakatogawa H, Kobayashi S, Haraguchi T, Guan JL, Iwai K, Tokunaga F, Saito K, Ishibashi K, Akira S, Fukuda M, Noda T, Yoshimori T.
  • 雑誌名: J Cell Biol. 巻: 203 ページ: 115-128
  • DOI: 10.1083/jcb.201304188
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy Induced by HIF1α Overexpression Supports Trophoblast Invasion by Supplying Cellular Energy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka-Tatematsu M, Nakashima A, Fujita N, Shima T, Yoshimori T, Saito S.
  • 雑誌名: PLoS One. 巻: 8 ページ: e76605
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0076605
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phosphorylation of p62 Activates the Keap1-Nrf2 Pathway during Selective Autophagy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ichimura Y, Waguri S, Sou YS, Kageyama S, Hasegawa J, Ishimura R, Saito T, Yang Y, Kouno T, Fukutomi T, Hoshii T, Hirao A, Takagi K, Mizushima T, Motohashi H, Lee MS, Yoshimori T, Tanaka K, Yamamoto M, Komatsu M.
  • 雑誌名: Mol Cell. 巻: 51 ページ: 618-31
  • DOI: 10.1016/j.molcel.2013.08.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] TRAPPIII is responsible for the vesicular transport from early endosomes to the Golgi apparatus that facilitates Atg9 cycling in autophagy. (2013)
  • 著者名/発表者名: Shirahama-Noda K, Kira S, Yoshimori T, Noda T.
  • 雑誌名: J Cell Sci. 巻: 126 ページ: 4963-73
  • DOI: 10.1242/jcs.131318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy sequesters damaged lysosomes to control lysosomal biogenesis and kidney injury. (2013)
  • 著者名/発表者名: Maejima I, Takahashi A, Omori H, Kimura T, Takabatake Y, Saitoh T, Yamamoto A, Hamasaki M, Noda T, Isaka Y, Yoshimori T.
  • 雑誌名: EMBO J. 巻: 32 ページ: 2336-47
  • DOI: 10.1038/emboj.2013.171
  • 査読あり
• [雑誌論文] Autophagy Has a Significant Role in Determining Skin Color by Regulating Melanosome Degradation in Keratinocytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Murase D, Hachiya A, Takano K, Hicks R, Visscher MO, Kitahara T, Hase T, Takema Y, Yoshimori T.
  • 雑誌名: J Invest Dermatol. 巻: 133 ページ: 2416-24
  • DOI: 10.1038/jid.2013.165
  • 査読あり
• [学会発表] New insights into autophagosome formation (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: 9th International EMBO-Annaberg Conference on Protein and lipid function in secretion and endocytosis
  • 発表場所: Goldegg am See, Austria
  • 年月日: 20140118-20140118
  • 招待講演
• [学会発表] New insights into membrane dynamics in autophagy (2014)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: APOCB Congress and ASCB Workshops
  • 発表場所: Biopolis, Singapore
  • 年月日: 2014-02-25
• [学会発表] オートファジー：疾患に対抗する細胞内自己分解システム (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第25回日本色素細胞学会学術大会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 20131116-20131116
  • 招待講演
• [学会発表] Mammalian autophagy: its machinery, membrane dynamics, and role in diseases (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Argentine Society for Biochemistry and Molecular Biology scientific meeting (SAIB 2013)
  • 発表場所: the Fundacion Leloir, Buenos Aires, Argentina
  • 年月日: 20131107-20131107
  • 招待講演
• [学会発表] Insights into membrane dynamics in mammalian autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Buenos Aires Conference 2013
  • 発表場所: University of Buenos Aires, Argentina
  • 年月日: 20131105-20131105
  • 招待講演
• [学会発表] New Insights into Selective Autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: The 3rd Sino-Japan Symposium on Autophagy
  • 発表場所: The Dunhuang International Hotel, China
  • 年月日: 20131015-20131015
  • 招待講演
• [学会発表] オートファジーと疾患 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第24回近畿リウマチ病研究会
  • 発表場所: 大阪グランフロント
  • 年月日: 20131012-20131012
  • 招待講演
• [学会発表] オートファジーの膜動態制御機構 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第72回日本癌学会学術総会・シンポジウムS10“がんとオートファジー”
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20131003-20131003
  • 招待講演
• [学会発表] Lysosome homeostasis: damaged lysosomes are selectively eliminated by autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜
  • 年月日: 20130911-20130911
  • 招待講演
• [学会発表] New Insights into Membrane Biogenesis and Selectivity in Autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第5回都医学研国際シンポジウム
  • 発表場所: 東京都医学総合研究所
  • 年月日: 20130910-20130910
  • 招待講演
• [学会発表] 16 years of autophagy: towards understanding the intracellular self-degradation system sustaining life (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Viikki Biocenter Monday Lectures Fall 2013
  • 発表場所: Universty of Helsinki, Finland
  • 年月日: 20130902-20130902
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の守護者オートファジー：分子機構、膜動態、疾患との関わり (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第60回毒素シンポジウム
  • 発表場所: 楓香荘、宍粟市、兵庫県
  • 年月日: 20130718-20130718
  • 招待講演
• [学会発表] オートファジー：分子機構と疾患における役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第8回大阪消化器フォーラム
  • 発表場所: リーガロイヤルホテル大阪
  • 年月日: 20130705-20130705
  • 招待講演
• [学会発表] Insights into membrane dynamics in autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: Ubiquitin and Autophagy 2013
  • 発表場所: De Rode Hoed, Amsterdam, The Netherlands
  • 年月日: 20130627-20130627
  • 招待講演
• [学会発表] オートファゴソームはどこから来るのか (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第65回日本細胞生物学会大会
  • 発表場所: ウィンクあいち(愛知県産業労働センター）、名古屋市
  • 年月日: 20130619-20130619
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞の守護者オートファジー：分子機構と疾患における役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 吉森 保
  • 学会等名: 第77回日本生化学会中部支部例会・シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋大学理学南館 坂田・平田ホール
  • 年月日: 20130525-20130525
  • 招待講演
• [学会発表] Mechanistic insights into membrane dynamics in autophagy (2013)
  • 著者名/発表者名: Tamotsu Yoshimori
  • 学会等名: The 2013 Cold Spring Harbor Asia Conference
  • 発表場所: Suzhou Dushu Lake Conference Center, China
  • 年月日: 2013-11-19
• [備考] 研究室HP
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/yoshimori/