Comprehensive analysis of the effects of autophagy disruption on hemolymph homeostasis

体液恒常性の維持を介して、オートファジーがどのように個体の生育に寄与するかを明らかにするために、以下の研究を行った。1. 野生型とオートファジー欠損型のショウジョウバエ幼虫の体液メタボロームを比較した結果、メチオニン代謝に関連する物質の変動が見られた。必須アミノ酸であるメチオニンはタンパク質の翻訳時に最初に組み込まれるアミノ酸として機能するだけでなく、メチル基供与体として機能するS-アデノシルメチオニン（SAM）やポリアミンの生合成においても重要な役割を担う。そこで本研究では、ハエの脂肪体で顕著に発現してメチオニン代謝に関連する酵素Gnmtに着目し、研究を進めた。2. まず、GnmtのmRNA量およびタンパク質量について野生型とオートファジー欠損型との間で比較した。その結果、二齢幼虫から三齢幼虫にかけてGnmtのmRNA量・タンパク質量がともに増加し、蛹化する段階ではmRNA量は減少するが、タンパク質は大きく変動しないことが見出された。しかしながら、野生型とオートファジー欠損型の間では顕著な差は見いだされなかった。3. Gnmtのアミノ酸配列と立体構造を検討した結果、複数のAIMモチーフ様の配列が表面に露出していることが予測された。このAIMモチーフはオートファジーにより分解される積荷タンパク質によく見られる配列で、オートファゴソーム上に繋留されるAtg8と結合することで積荷タンパク質を分解へと導く。そこで、Gnmtがオートファジーの積荷タンパク質であるかを検証するために、Atg8aとの結合について検討した。HEK293細胞でGnmtとAtg8aを発現させたものの、共免疫沈降による結合は見いだされなかった。以上より、変動するメカニズムの解明には至らなかったものの、オートファジー欠損型では体液メチオニン代謝物の量が減少することを見出した。

体液恒常性の維持を介して、オートファジーがどのように個体の生育に寄与するかを明らかにするために、以下の研究を行った。1. 野生型とオートファジー欠損型のショウジョウバエ幼虫の体液メタボロームを比較した結果、メチオニン代謝に関連する物質の変動が見られた。必須アミノ酸であるメチオニンはタンパク質の翻訳時に最初に組み込まれるアミノ酸として機能するだけでなく、メチル基供与体として機能するS-アデノシルメチオニン（SAM）やポリアミンの生合成においても重要な役割を担う。そこで本研究では、ハエの脂肪体で顕著に発現してメチオニン代謝に関連する酵素Gnmtに着目し、研究を進めた。2. まず、GnmtのmRNA量およびタンパク質量について野生型とオートファジー欠損型との間で比較した。その結果、二齢幼虫から三齢幼虫にかけてGnmtのmRNA量・タンパク質量がともに増加し、蛹化する段階ではmRNA量は減少するが、タンパク質は大きく変動しないことが見出された。しかしながら、野生型とオートファジー欠損型の間では顕著な差は見いだされなかった。3. Gnmtのアミノ酸配列と立体構造を検討した結果、複数のAIMモチーフ様の配列が表面に露出していることが予測された。このAIMモチーフはオートファジーにより分解される積荷タンパク質によく見られる配列で、オートファゴソーム上に繋留されるAtg8と結合することで積荷タンパク質を分解へと導く。そこで、Gnmtがオートファジーの積荷タンパク質であるかを検証するために、Atg8aとの結合について検討した。HEK293細胞でGnmtとAtg8aを発現させたものの、共免疫沈降による結合は見いだされなかった。以上より、変動するメカニズムの解明には至らなかったものの、オートファジー欠損型では体液メチオニン代謝物の量が減少することを見出した。