選択的オルガネラ・オートファジーの分子機構

2015 年度 実績報告書

• 研究領域: オートファジーの集学的研究：分子基盤から疾患まで
• 研究課題/領域番号: 26111513
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 岡本 浩二 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (40455217)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 選択的オートファジー / オルガネラ分解 / 新生ポリペプチド鎖結合因子 / 分子シャペロン / 出芽酵母

研究実績の概要

ミトコンドリアを特異的に丸ごと分別・除去する機構「マイトファジー」の関連因子の中には、タンパク質の生合成に関与する新生ポリペプチド結合複合体NACの構成因子Egd1が含まれている。酵母において、NACは2つのサブユニットαとβから成るヘテロダイマーを形成する。α-NACにはユビキチン結合に関与するUBAドメインを持つEgd2、β-NACにはリボソーム結合に関与するRRKxxKKモチーフを持つEgd1とBtt1が存在している。Egd2とBtt1はマイトファジーに重要でないこと、栄養飢餓誘導型のオートファジーやタンパク質を積み荷とした選択的オートファジーは、Egd1欠損細胞でも正常であった。

次に、Egd1のリボソーム結合の意義を検討した。Egd1のRRKxxKKモチーフにアラニン置換を導入すると（RRK/AAA変異体）、マイトファジーが障害された。加えて、Egd1と相互作用することが示唆されているリボソーム・サブユニットRpl31の欠損細胞においても、Egd1の発現には影響が見られないにも関わらず、同様の障害が見られた。一方、野生型のEgd1やRRK/AAA変異体をリボソームへ強制的にアンカーさせると、マイトファジーはほぼ正常に起こることから、遊離型のEgd1はマイトファジーに重要でないことが示唆された。

そこで、Egd1と相互作用する新生ポリペプチド鎖を同定するため、マイトファジー誘導条件下の細胞からEgd1をアフィニティー精製し、得られたmRNAについてマイクロアレイ解析を行った。その結果、比較対照の全RNAに対して5倍以上濃縮されている因子を90以上同定した。その中の新規因子の欠損株を調べたところ、マイトファジーの部分的抑制を見出した。以上の知見により、マイトファジーに働く因子がEgd1依存的に生合成され、機能発現していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

27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

27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] Phospholipid methylation controls Atg32-mediated mitophagy and Atg8 recycling (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakakibara K, Eiyama A, Suzuki SW, Sakoh-Nakatogawa M, Okumura N, Tani M, Hashimoto A, Nagumo S, Kondo-Okamoto N, Kondo-Kakuta C, Asai E, Kirisako H, Nakatogawa H, Kuge O, Takao T, Ohsumi Y, Okamoto K
  • 雑誌名: EMBO Journal 巻: 34 ページ: 2703-2719
  • DOI: 10.15252/embj.201591440
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protein N-terminal Acetylation by the NatA Complex Is Critical for Selective Mitochondrial Degradation (2015)
  • 著者名/発表者名: Eiyama A, Okamoto K
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 290 ページ: 25034-25044
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.677468
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Bcl-2-like protein 13 is a mammalian Atg32 homologue that mediates mitophagy and mitochondrial fragmentation (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakawa T, Yamaguchi O, Hashimoto A, Hikoso S, Takeda T, Oka T, Yasui H, Ueda H, Akazawa Y, Nakayama H, Taneike M, Misaka T, Omiya S, Shah AM, Yamamoto A, Nishida K, Ohsumi Y, Okamoto K, Sakata Y, Otsu K
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 6 ページ: 7527
  • DOI: 10.1038/ncomms8527
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] PINK1/Parkin-mediated mitophagy in mammalian cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Eiyama A, Okamoto K
  • 雑誌名: Current Opinion in Cell Biology 巻: 33 ページ: 95-101
  • DOI: 10.1016/j.ceb.2015.01.002
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Targeting autophagy for mitochondrial clearance (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamoto K
  • 学会等名: 2015 TSMRM Symposium on Mitochondrial Dysfunction in Human Diseases and Annual Meeting
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2015-12-05 – 2015-12-05
  • 招待講演
• [学会発表] Multiple pathways regulating mitochondria-specific autophagy (2015)
  • 著者名/発表者名: Okamoto K
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Asia Conference on Mitochondria
  • 発表場所: Suzhou, China
  • 年月日: 2015-10-12 – 2015-10-16
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マイトファジー：ミトコンドリアを丸ごと分解する分子機構と生理機能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岡本浩二
  • 学会等名: 第34回分子病理学研究会
  • 発表場所: ホテル フルーツ・フラワー、神戸
  • 年月日: 2015-07-25 – 2015-07-26
  • 招待講演
• [備考] 研究室ホームページ
  • URL: http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/okamoto/Okamoto_Lab/