オートファゴソームにリクルートするＲａｂ不活性化因子群の機能解析

2014 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 24370077
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 福田 光則 東北大学, 生命科学研究科, 教授 (50311361)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• キーワード: Rab / Rab不活性化因子 / 膜輸送 / Atg16L1 / オートファジー / 低分子量G蛋白質 / オルガネラ / 蛋白質分解

研究実績の概要

オートファジーは細胞内の蛋白質分解機構の一種で、飢餓時におけるエネルギーの産生や蛋白質凝集塊など細胞内の異物の除去に重要な役割を担っている。オートファジーの基本的な仕組みは既に良く知られており、二重膜構造を持つ隔離膜がまず伸長し、細胞質やオルガネラなどをとり囲み、オートファゴソームが形成する。その後、オートファゴソームはリソソームと融合することにより内容物が消化・分解される。このようにオートファジーは非常にダイナミックな膜輸送過程を伴うことから、膜輸送の制御因子による緻密な制御が想定されるが、オートファジーを制御する膜輸送の制御因子の実体は未だ十分に解明されていない。また近年、膜輸送の普遍的制御因子であるRabのオートファジーへの関与が報告されているが、その詳細な制御機構に関しても不明な点が多い。最近、我々はオートファゴソーム上にOATL1（Rab33不活性化因子）を含む複数のRab不活性化因子がリクルートすることを初めて見出した。本研究課題では、これらのRab不活性化因子群の機能解析を通して、これまで謎に包まれていたRabによるオートファジー制御の分子基盤の解明を目指してきた。本年度は、OATL1がLC3との結合を介してオートファゴソーム上に局在するにも関わらず、オートファジーの基質とはならない（すなわち、分解されない）ことを見出した。免疫電子顕微鏡による観察から、LC3はオートファゴソームの外膜・内膜の両側に均一に分布するが、OATL1はオートファゴソームの外膜のみに局在することが明らかになった。このOATL1のオートファゴソーム膜上での非対称分布が、オートファジーによる分解からの回避に密接に関連するものと考えられる。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

26年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

26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] Rab40C is a novel Varp-binding protein that promotes proteasomal degradation of Varp in melanocytes. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yatsu, A., Shimada, H., Ohbayashi, N. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biol. Open 巻: 4 ページ: 267-275
  • DOI: 10.1242/bio.201411114
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rab1A regulates anterograde melanosome transport by recruiting kinesin-1 to melanosomes through interaction with SKIP. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Ohbayashi, N. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 5 ページ: 8238
  • DOI: 10.1038/srep08238
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The GTPase-deficient Rab27A(Q78L) mutant inhibits melanosome transport in melanocytes through trapping of Rab27A effector protein Slac2-a/melanophilin in their cytosol: Development of a novel melanosome-targeting tag. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ishida, M., Arai, S. P., Ohbayashi, N. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 11059-11067
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.552281
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab35 is translocated from Arf6-positive perinuclear recycling endosomes to neurite tips during neurite outgrowth. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Etoh, K. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Small GTPases 巻: 5 ページ: e29290
  • DOI: 10.4161/sgtp.29290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Small GTPase Rab17 regulates the surface expression of kainate receptors but not α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid (AMPA) receptors in hippocampal neurons via dendritic trafficking of Syntaxin-4 protein. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mori, Y., Fukuda, M. and Henley, J. M.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 289 ページ: 20773-20787
  • DOI: 10.1074/jbc.M114.550632
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab35 promotes the recruitment of Rab8, Rab13 and Rab36 to recycling endosomes through MICAL-L1 during neurite outgrowth. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, H., Etoh, K., Ohbayashi, N. and Fukuda, M.
  • 雑誌名: Biol. Open 巻: 3 ページ: 803-814
  • DOI: 10.1242/bio.20148771
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of molecular heterogeneity in SNX27-retromer-mediated endosome-to-plasma membrane recycling. (2014)
  • 著者名/発表者名: McGough, I. J., Steinberg, F., Gallon, M., Yatsu, A., Ohbayashi, N., Heesom, K., Fukuda, M. and Cullen, P. J.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 127 ページ: 4940-4953
  • DOI: 10.1242/jcs.156299
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TBC1D9B functions as a GTPase-activating protein for Rab11a in polarized MDCK cells. (2014)
  • 著者名/発表者名: Gallo, L. I., Liao, Y., Ruiz, W. G., Clayton, D. R., Li, M., Liu, Y.-J., Jiang, Y., Fukuda, M., Apodaca, G. and Yin, X.-M.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 ページ: 3779-3797
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-10-0604
  • 査読あり
• [雑誌論文] メラノソームの微小管逆行輸送機構―白髪予防の新たな分子標的 (2014)
  • 著者名/発表者名: 大林典彦、福田光則
  • 雑誌名: フレグランスジャーナル (FRAGRANCE JOURNAL) 巻: 42 ページ: 30-35
• [学会発表] 低分子量G蛋白質Rabが制御する多彩な生命現象～メラニン輸送、神経回路網形成、オートファジーから感染症まで～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 国立感染症研究所・学友会・文化祭シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-11-28
  • 招待講演
• [学会発表] Rabファミリーによるメラニン合成酵素の輸送制御とその破綻による白皮症 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第86回日本生化学会大会シンポジウム「メンブレントラフィック：基礎と疾患の理解へ向けて」
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] The molecular mechanism of melanosome transport in melanocytes. (2014)
  • 著者名/発表者名: Mitsunori Fukuda
  • 学会等名: The SFB629 symposium “Molecular Cell Dynamics”
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2014-06-13
  • 招待講演
• [学会発表] 腎臓尿細管上皮細胞におけるRab27依存的及び非依存的Slp2-aの機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 福田光則
  • 学会等名: 第66回日本細胞生物学会大会シンポジウム「細胞の恒常性維持の破綻そして疾患」
  • 発表場所: 奈良
  • 年月日: 2014-06-12
  • 招待講演
• [備考] 東北大学大学院生命科学研究科膜輸送機構解析分野
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/teacher/t_fukuda/