オートファジーに必須なＰＡＳの生化学的解析による膜形成機構の解明

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オートファジーは真核生物が普遍的に備える細胞内分解系である。細胞は栄養飢餓に陥ると、オートファジーを誘導し、自身の細胞質成分を分解・再利用することにより、飢餓時の生存維持に重要な役割をはたしていることが明らかとなっているが、オートファジーを誘導する分子メカニズムの詳細は不明な点が多い。出芽酵母では、オートファジーが誘導されると、多くのAtgタンパク質が液胞近傍の1点に局在し、オートファゴソームの形成を媒介するPAS （pre-autophagosomal structure）を構築する。PAS形成において最上流に位置するのが、足場となるAtg1複合体の形成である。Atg1複合体はAtg1, Atg13, Atg17, Atg29, Atg31から構成され、Atg13は複合体形成に中心的な役割を担う。Atg13は構造的特徴によって、N末端のHORMAドメイン, C末端の天然変性領域と大きく2つに分けられる。これまで、申請者らはC末端の天然変性領域がAtg1複合体の形成に必須な役割をはたすことを報告してきた。一方、N末端のHORMAドメインもオートファジーに必須な領域だが、その分子機能はよく分かっていなかった。昨年度、申請者はAtg13のHORMAドメインと物理的に相互作用する因子を探索し、Atg9と結合することを見出していた。Atg9はゴルジ体由来の小胞（Atg9ベシクル）に局在する膜タンパク質である。Atg9ベシクルはAtg1複合体が形成すると、PASに局在し、膜形成の核として機能する。本年度は変異解析を行い、HORMAドメインが飢餓に応答してAtg9ベシクルをPASへとリクルートするのに機能することが見出した。以上の研究成果はProc. Natl. Acad. Sci. USA誌に受理された。