オートファジー分解されにくいタンパク質の網羅的探索とその仕組みの解明

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私たちは出芽酵母から単離したオートファジックボディを質量分析を用いてプロテオーム解析することで、グリコーゲンの結合タンパク質とグリコーゲンは他の細胞質タンパク質と比較して窒素源飢餓時に液胞に送られにくいことを見出していた。今年度の研究により、窒素源飢餓時とは異なり、胞子形成時にはグリコーゲンがオートファジーを介して液胞によく送られること(グリコファジー)を新たに見出した。この胞子形成時のグリコファジーの活性化には、窒素源飢餓時の解析の際に過剰発現によりグリコーゲンが液胞に送られやすくなるタンパク質として見出していたAtg45が必要であった。このことからAtg45はオートファジーにより液胞に送りにくいグリコーゲンを液胞に送りやすくするために機能していることが考えられた。上記の結果から、異なるオートファジー誘導条件では分解のされやすさが異なるタンパク質があることが考えられたため、胞子形成条件でのオートファジックボディの単離を計画した。胞子形成条件に特徴的な内容物を含むオートファジックボディを精製するため、胞子形成効率が高いことが知られているSK株のバックグラウンドでATG15破壊株を作成した。その結果、胞子形成条件にて栄養を追加で添加した条件でのみATG15欠損細胞において胞子形成が後期の段階まで進行することを見出した。この条件でオートファジックボディの単離し、解析することで胞子形成時に特徴的なオートファジーの基質解析が可能になることが期待される。また、オートファジーによって分解されにくくなる要素として、対象の大きさが重要なファクターであると考え、細胞内で会合し、巨大構造を形成するGEMタンパク質を発現させ、オートファジー分解を調べたたところ、他の細胞質タンパク質と比較してGEMのオートファジー分解は著しく低かった。