オートファジーの膜形成を担うAtg8の脱脂質化の制御機構

2016 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 26870828
• 研究機関: 公益財団法人微生物化学研究会
• 研究代表者: 藤岡 優子 (野田優子) 公益財団法人微生物化学研究会, 微生物化学研究所, 研究員 (80399964)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: オートファジー

研究実績の概要

オートファジーは，栄養飢餓などに応じて，細胞が自身の構成成分である細胞質やオルガネラをリソソーム/液胞に輸送し，分解する現象である．ユビキチン様タンパク質Atg8は，リン脂質ホスファチジルエタノールアミン（PE）を可逆的に結合し，オートファジーの膜伸長に直接関わる重要な分子である．働き終わったAtg8-PE結合体はプロテアーゼであるAtg4によって脱PE化され再利用されるが，不思議なことに，働いている最中のAtg8-PE結合体はAtg4の基質にはならない．本研究の目的は，Atg8の脱PE化がどのように制御されているのか明らかにすることである．そのために①Atg8-PEとAtg4の間の相互作用解析，②Atg4の活性の制御因子の同定，③これら複合体のX線結晶構造解析，を行う．またレジオネラ菌のRavZはAtg4と異なる様式でAtg8-PE結合体の脱PE化を行いオートファジーを阻害するが，④Atg4とRavZの立体構造の比較によって，これらの膜認識機構を明らかにする．
本年度は主に，Atg4の活性制御機構におけるAtg1によるリン酸化の影響を詳細に検討した．まずAtg4自身がAtg1にリン酸化されることによる活性化レベルの変化を検討したところ，Atg8のPE化には影響が見られなかった．次にAtg4およびAtg4の相互作用因子をAtg1によってリン酸化し，相互作用の変化を検討したが，リン酸化による影響はみられなかった．そこで，Atg4自身が活性を制御している可能性を検討したところ，Atg4のある領域が活性を制御していることが示唆されるデータが得られた．

研究成果

• [雑誌論文] Structural biology of the core autophagy machinery. (2017)
  • 著者名/発表者名: Suzuki H, Osawa T, Fujioka Y, Noda NN
  • 雑誌名: Current Opinion in Structural Biology 巻: 43 ページ: 10-17
  • DOI: 10.1016/j.sbi.2016.09.010.
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The Intrinsically Disordered Protein Atg13 Mediates Supramolecular Assembly of Autophagy Initiation Complexes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto H, Fujioka Y, Suzuki SW, Noshiro D, Suzuki H, Kondo-Kakuta C, Kimura Y, Hirano H, Ando T, Noda NN, Ohsumi Y
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 38 ページ: 86-99
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2016.06.015.
  • 査読あり
• [学会発表] Structural basis of the pre-autophagosomal structure assembly mediated by an intrinsically disordered protein Atg13 (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤岡優子,山本林,鈴木翔,大隅良典,野田展生
  • 学会等名: 内藤コンファレンス「生命科学に革命をもたらす最先端構造生物学」
  • 発表場所: シャトレーゼガトーキングダムサッポロ（北海道 札幌市）
  • 年月日: 2016-10-06
  • 国際学会
• [備考] 微生物化学研究所HP
  • URL: http://www.bikaken.or.jp/