ストレス環境に依存したオートファジーの基質選択機構の解明

本研究により見出されたオートファジックボディに高度に濃縮されるタンパク質Hab1は、N末端領域に含まれるAtg8に結合するモチーフと、膜に結合する両親媒性ヘリックスによりオートファジーを介して優先的に液胞に送られる性質を持ち、そのC末端領域はリボソームと結合することから、リボソームの分解調節を担うオートファジーレセプターであることが咋年度までの研究から示唆された。一方、Hab1破壊株の解析から、リボソームの総オートファジー分解量の5%程度がHab1の寄与であるというデータが得られていた。本年度の研究では、Hab1が結合し、分解するリボソームに選択性があるという予想のもと、どのようなリボソームにHab1が結合するかを明らかにすることを目的とした。スクロース密度勾配遠心を実施したところ、Hab1は80Sと60Sリボソーム画分に沈降し、40Sには沈降しなかったことから、Hab1は60Sサブユニット側に結合していることが考えられた。また、Hab1の部分欠失変異を調べたところ、負電荷を持つアミノ酸を多く含む領域がリボソームの結合に重要であることがわかった。これらの結果から、Hab1はリボソーム負電荷の強いRNAではなく、その周辺の60Sサブユニットに関連するタンパク質に結合していることが予想された。また、本研究で新たにAtf2というタンパク質がオートファジックボディに高度に濃縮されることがわかった。このタンパク質に関しても、Hab1と同様にAtg8に結合する領域と膜に結合する領域を持っていることが変異体解析から分かったため、これら２つの性質はオートファジーにより分解されるタンパク質の普遍的なシグナルとして機能することが示唆された。

本研究により見出されたオートファジックボディに高度に濃縮されるタンパク質Hab1は、N末端領域に含まれるAtg8に結合するモチーフと、膜に結合する両親媒性ヘリックスによりオートファジーを介して優先的に液胞に送られる性質を持ち、そのC末端領域はリボソームと結合することから、リボソームの分解調節を担うオートファジーレセプターであることが咋年度までの研究から示唆された。一方、Hab1破壊株の解析から、リボソームの総オートファジー分解量の5%程度がHab1の寄与であるというデータが得られていた。本年度の研究では、Hab1が結合し、分解するリボソームに選択性があるという予想のもと、どのようなリボソームにHab1が結合するかを明らかにすることを目的とした。スクロース密度勾配遠心を実施したところ、Hab1は80Sと60Sリボソーム画分に沈降し、40Sには沈降しなかったことから、Hab1は60Sサブユニット側に結合していることが考えられた。また、Hab1の部分欠失変異を調べたところ、負電荷を持つアミノ酸を多く含む領域がリボソームの結合に重要であることがわかった。これらの結果から、Hab1はリボソーム負電荷の強いRNAではなく、その周辺の60Sサブユニットに関連するタンパク質に結合していることが予想された。また、本研究で新たにAtf2というタンパク質がオートファジックボディに高度に濃縮されることがわかった。このタンパク質に関しても、Hab1と同様にAtg8に結合する領域と膜に結合する領域を持っていることが変異体解析から分かったため、これら２つの性質はオートファジーにより分解されるタンパク質の普遍的なシグナルとして機能することが示唆された。