オートファジーによる小胞体の選択的分解の分子基盤と生理機能の解明

オートファジーは細胞内成分の分解機構である。特定の細胞内成分は、レセプターと呼ばれるタンパク質を介して、選択的にオートファジーで分解される。これまでの研究により、出芽酵母では、Atg39およびAtg40と名付けたタンパク質をレセプターとして核や小胞体 (ER) の一部が選択的オートファジーで分解されること（ヌクレオファジーおよびERファジー）が明らかになった。本年度は、ヌクレオファジー・ERファジーの分子機構および生理機能について解析を進めた。Atg40のER膜上でのトポロジーを解析した結果、Atg40がreticulon-like proteinと呼ばれるタンパク質群と類似のドメインを持つことが示唆された。reticulon-like proteinはER上で、高い膜曲率の形成を駆動するタンパク質である。解析の結果、Atg40もreticulon-like proteinと同様に、ER上で膜曲率を形成する性質を持つことが示唆された。Atg40がER膜を変形させることで、オートファゴソームに積み込むER断片の形成や折りたたみなどに寄与する可能性が考えられる。Atg40の膜変形能のERファジーにおける重要性について解析中である。ヌクレオファジーおよびERファジーの欠損により、どのような細胞内応答が引き起こされるのかを明らかにするため、栄養飢餓にさらしたAtg39あるいはAtg40の欠失株を用いて、RNAシークエンシングによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。野生株と比べ、発現に変化が見られた一部の遺伝子について、その生理的意義と発現制御の分子機構の解析を進めている。

オートファジーは細胞内成分の分解機構である。特定の細胞内成分は、レセプターと呼ばれるタンパク質を介して、選択的にオートファジーで分解される。これまでの研究により、出芽酵母では、Atg39およびAtg40と名付けたタンパク質をレセプターとして核や小胞体 (ER) の一部が選択的オートファジーで分解されること（ヌクレオファジーおよびERファジー）が明らかになった。本年度は、ヌクレオファジー・ERファジーの分子機構および生理機能について解析を進めた。Atg40のER膜上でのトポロジーを解析した結果、Atg40がreticulon-like proteinと呼ばれるタンパク質群と類似のドメインを持つことが示唆された。reticulon-like proteinはER上で、高い膜曲率の形成を駆動するタンパク質である。解析の結果、Atg40もreticulon-like proteinと同様に、ER上で膜曲率を形成する性質を持つことが示唆された。Atg40がER膜を変形させることで、オートファゴソームに積み込むER断片の形成や折りたたみなどに寄与する可能性が考えられる。Atg40の膜変形能のERファジーにおける重要性について解析中である。ヌクレオファジーおよびERファジーの欠損により、どのような細胞内応答が引き起こされるのかを明らかにするため、栄養飢餓にさらしたAtg39あるいはAtg40の欠失株を用いて、RNAシークエンシングによる網羅的な遺伝子発現解析を行った。野生株と比べ、発現に変化が見られた一部の遺伝子について、その生理的意義と発現制御の分子機構の解析を進めている。