選択的オートファジーにおけるユビキチン様蛋白質Atg8の役割

オートファジーは、細胞が限られた栄養条件下を生き抜くために必須の応答機構である。オートファジーが誘導されると、オートファゴソームと呼ばれる二重膜構造が細胞質成分を包み込み、それらをリソソーム/液胞といった分解コンパートメントに輸送し分解する。オートファゴソームによる包み込みは基本的に非選択的であるが、近年、特定の蛋白質やオルガネラを選択的に取り込むタイプのオートファジーが複数例報告され、注目を集めている。しかし、その分子機構についてはほとんど明らかとなっていない。本研究では、出芽酵母をモデル生物として、オートファゴソーム形成に必要なAtg8というユビキチン様蛋白質に着目し、オートファゴソームへの"積荷"の選択的取り込み機構を明らかにすることを目的とした。構造生物学的解析および系統的変異解析から、オートファゴソームに選択的に取り込まれる積荷である酵母のアミノペプチダーゼI(API)の受容体蛋白質であるAtg19とAtg8との相互作用を原子レベルで明らかにし、さらにその相互作用様式がヒトを含む高等真核生物にまで保存されていることを示す結果を得ることができた。

オートファジーは、細胞が限られた栄養条件下を生き抜くために必須の応答機構である。オートファジーが誘導されると、オートファゴソームと呼ばれる二重膜構造が細胞質成分を包み込み、それらをリソソーム/液胞といった分解コンパートメントに輸送し分解する。オートファゴソームによる包み込みは基本的に非選択的であるが、近年、特定の蛋白質やオルガネラを選択的に取り込むタイプのオートファジーが複数例報告され、注目を集めている。しかし、その分子機構についてはほとんど明らかとなっていない。本研究では、出芽酵母をモデル生物として、オートファゴソーム形成に必要なAtg8というユビキチン様蛋白質に着目し、オートファゴソームへの"積荷"の選択的取り込み機構を明らかにすることを目的とした。構造生物学的解析および系統的変異解析から、オートファゴソームに選択的に取り込まれる積荷である酵母のアミノペプチダーゼI(API)の受容体蛋白質であるAtg19とAtg8との相互作用を原子レベルで明らかにし、さらにその相互作用様式がヒトを含む高等真核生物にまで保存されていることを示す結果を得ることができた。