Research on intracellular degradation focusing on membranous structures

以膜结构为重点的细胞内降解研究

基本信息

批准号：
22H04919
负责人：
水島昇
金额：
$ 396.45万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2028-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

ユビキチンはプロテアソームでのタンパク質分解を導く標識としてよく知られているが、今回ユビキチンが細胞小器官の脂質であるホスファチジルエタノールアミンとも共有結合することを明らかにした。これがエンドソームにおける腔内小胞の形成に関わり、液胞またはリソソームでの膜分解の一端を担う可能性を示唆した。オートファジーに関しては、三次元光―電子相関顕微鏡法を用いて、オートファゴソーム膜と他の小器官との接触頻度、オートファゴソームが内包する小器官の種類を網羅的に解析し、小胞体との接触、小胞体の取込みが特に多いことを定量的に示した。また、オートファジー活性の定量的測定方法として、HaloTagを用いたプロセシングアッセイ法を開発し、それが小器官分解や非選択サイトゾル分解の測定に有用であることを報告した。本法は、感度、定量性、客観性に優れており、今後オートファジー研究のスタンダードになると考えられる。オートファジーによる小器官分解の代表として小胞体オートファジーがある。これまで、オートファゴソームによって認識される小胞体上のタンパク質（小胞体オートファジーレセプター）が複数同定されてきたが、小胞体内の環境がどのように感知されているかは不明であった。今回、CCPG1という小胞体オートファジーレセプターの内腔ドメインが、小胞体内部の変性タンパク質などを認識し、その部分をオートファジー分解に導いていることを明らかにした。フェリチンはマクロオートファジーとミクロオートファジーの2つの経路で分解されることが知られていたが、そのためにはフェリチンはNCOA4というタンパク質と共に液―液相分離を起こすことが重要であることを見出した。この成果は、腔内小胞の分解に利用することが可能であると考えられる。

泛素众所周知是导致蛋白酶体蛋白水解的标签，我们现在透露，泛素还与磷脂酰乙醇胺共价结合，磷脂酰乙醇胺是细胞器中的脂质。这与内体中腔内囊泡的形成有关，这表明它可能在液泡或溶酶体中的膜降解中起作用。关于自噬，我们全面分析了自噬体膜与其他细胞器之间的接触频率，以及由自噬体所包含的细胞器的类型，使用三维光电子相关显微镜，并定量地表明，与副胞质reteciCulum和Endopeculic iStake的接触表明。我们还开发了使用Halotag作为测量自噬活性的定量方法的加工测定法，并报告说它可用于测量细胞器降解和未选择的胞质降解。该方法具有出色的灵敏度，定量性和客观性，并有望成为未来自噬研究的标准。内质网自噬是自噬的细胞器降解的代表。到目前为止，已经鉴定出了多种蛋白质（内质网自噬受体），这些蛋白已被鉴定出自噬体识别，但目前尚不清楚如何感测内质网中的环境。这次，我们透露，内质网自噬受体CCPG1的腔内结构域认识到内质网中内部蛋白质的变性，从而导致该部分的自噬降解。众所周知，铁蛋白通过两种途径降解：大噬菌和微噬菌体，我们发现铁蛋白与称为NCOA4的蛋白质进行液 - 液相分离很重要。人们认为这项成就可以用于降解腔内囊泡的降解。