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2023 Fiscal Year Annual Research Report

ポストリソソームシグナルを駆動する脂質因子の解析

Planned Research

Project AreaPost-lysosome: Understanding of Higher-order Biological Processes initiated by the site of degradation
Project/Area Number 21H05146
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

西村 多喜  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 特任講師 (70552991)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大場 陽介  慶應義塾大学, 薬学部(芝共立), 講師 (90968603)
永沼 達郎  北海道大学, 薬学研究院, 助教 (60779619)
Project Period (FY) 2021-08-23 – 2024-03-31
Keywordsポストリソソーム / 脂質 / オートファジー
Outline of Annual Research Achievements

これまでの網羅的なリピドミクス解析から、リソソームリパーゼを全身で過剰発現したキリフィッシュのトランスジェニックラインでは、リソソームリパーゼの基質であるトリグリセリドが減少する一方で、一部のマイナーなリン脂質分子種が増加していることを見出していた。これはリソソームで分解されたトリグリセリド由来の脂質代謝産物がマイナーなリン脂質分子種の合成に利用されており、リソソームを起点とするポストリソソームシグナルの存在を強く示唆している。さらに興味深いことに、この現象は肝臓で顕著に観察され、肝組織由来の培養細胞系HepG2を用いた解析でも観察された。つまり、ユビキタスな現象というよりは、比較的、肝臓特異的なシステムであると考えられた。
今年度は、電子顕微鏡 (TEM & 3次元SEM)を用いた形態学的な解析にも取り組んだ。若齢のキリフィッシュ肝臓で多数の脂肪滴が蓄積しているのに対し、老齢のキリフィッシュでは脂肪滴が著しく減少していた。また、リソソームリパーゼのトランスジェニックラインでは、細胞内オルガネラコンタクトサイトのネットワーク環境が変化していた。これらの一連の結果は、リピドミクス解析の結果と概ね一致する結果であり、細胞内脂質代謝の変化を反映しているものと考えられた。今後は、得られた膨大な電顕結果を定量的に解析していく。
脂質プローブ開発プロジェクトに関しては、昨年度に引き続き、ホスファチジルイノシトールリン脂質PI3,5P2に対するプローブ作製に取り組んだ。これまでとは異なるライブラリーを用いて再度スクリーニングを行ったところ、in vitroだけでなく、in vivoでもPI3,5P2に特異的に結合するクローンを複数単離することに成功した。今後、これらの新規脂質プローブはポストリソソームシグナルの実態解明において、非常に有用な解析ツールになるものと期待される。

Research Progress Status

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2024 2023 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] The Francis Crick Institute(英国)

    • Country Name
      UNITED KINGDOM
    • Counterpart Institution
      The Francis Crick Institute
  • [Int'l Joint Research] Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • Country Name
      GERMANY
    • Counterpart Institution
      Frankfurt Institute for Advanced Studies
  • [Journal Article] Real-Time Monitoring of ATG8 Lipidation In Vitro Using Fluorescence Spectroscopy2024

    • Author(s)
      Zhang Wenxin、Nishimura Taki、Tooze Sharon
    • Journal Title

      BIO-PROTOCOL

      Volume: 14 Pages: e4917

    • DOI

      10.21769/BioProtoc.4917

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Autophagosome membrane expansion is mediated by the N-terminus and cis-membrane association of human ATG8s2023

    • Author(s)
      Zhang Wenxin、Nishimura Taki、Gahlot Deepanshi、Saito Chieko、Davis Colin、Jefferies Harold BJ、Schreiber Anne、Thukral Lipi、Tooze Sharon A
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 12 Pages: e89185

    • DOI

      10.7554/eLife.89185

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Unique amphipathic α helix drives membrane insertion and enzymatic activity of ATG32023

    • Author(s)
      Nishimura Taki、Lazzeri Gianmarco、Mizushima Noboru、Covino Roberto、Tooze Sharon A.
    • Journal Title

      Science Advances

      Volume: 9 Pages: eadh1281

    • DOI

      10.1126/sciadv.adh1281

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Membrane association of the <scp>ATG8</scp> conjugation machinery emerges as a key regulatory feature for autophagosome biogenesis2023

    • Author(s)
      Tooze Sharon A.、Zhang Wenxin、Lazzeri Gianmarco、Gahlot Deepanshi、Thukral Lipi、Covino Roberto、Nishimura Taki
    • Journal Title

      FEBS Letters

      Volume: 598 Pages: 107~113

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14676

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] ATG3 proteins possess a unique amphipathic α-helix essential for the Atg8/LC3 lipidation reaction2023

    • Author(s)
      Nishimura Taki、Lazzeri Gianmarco、Tooze Sharon A.、Covino Roberto
    • Journal Title

      Autophagy

      Volume: 20 Pages: 212~213

    • DOI

      10.1080/15548627.2023.2255458

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Deciphering the Secret Code Hidden in the ATG3 Amphipathic α-Helix2024

    • Author(s)
      Taki Nishimura
    • Organizer
      The 25th iCeMS International Symposium
    • Invited
  • [Presentation] レドックス研究における人工脂質プローブの可能性2024

    • Author(s)
      西村多喜
    • Organizer
      レドックスR&D戦略委員会 第4回 春のシンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 多様なオルガネラ膜脂質環境の可視化を目指した脂質プローブ作製技術2023

    • Author(s)
      西村多喜, 水島昇
    • Organizer
      第75回 日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] リソソーム膜脂質を可視化する脂質プローブの作製2023

    • Author(s)
      西村多喜
    • Organizer
      第23回 日本蛋白質科学会年会
    • Invited
  • [Presentation] オンデマンド脂質プローブ作製技術2023

    • Author(s)
      西村多喜
    • Organizer
      第96回 日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] リソソームでの脂質分解を促進させた脊椎動物モデル2023

    • Author(s)
      西村多喜
    • Organizer
      [ワークショップ] ポストリソソーム脂肪酸代謝経路の解明
  • [Presentation] オートファジー関連分子ATG3の両親媒性αヘリックスのユニークな性質2023

    • Author(s)
      Taki Nishimura, Gianmarco Lazzeri, Noboru Mizushima, Roberto Covino, Sharon A. Tooze
    • Organizer
      第15回 オートファジー研究会
  • [Remarks] 細胞内高次構造体の膜上でのダイナミックな挙動はどのように制御されているの?

    • URL

      https://www.u-tokyo.ac.jp/content/400217609.pdf

URL: 

Published: 2024-12-25  

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