オートファゴソーム形成における膜の形態制御機構の解明

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オートファジーは「オートファゴソーム」と呼ばれる2枚の膜を持つ小胞でタンパク質や細胞小器官など様々な細胞内成分を包み込み、液胞へと輸送し、分解する機構である。オートファゴソームは隔離膜と呼ばれる扁平な小胞が球状に伸張し閉じることで形成されるが、オートファゴソームの形成途中の形や大きさを制御する機構はよくわかっていない。我々はこれまでに隔離膜の開口端に局在し、開口部を広く維持するために必要な因子としてAtg24複合体を同定した。Atg24複合体はホスファチジルイノシトール-3-リン酸（PI3P）と結合するPXドメインを有しており、隔離膜上のPI3Pとの相互作用により隔離膜上へ局在化する。オートファゴソームが完成するためには隔離膜の開口部は収縮していく必要があり、Atg24複合体は隔離膜から解離する必要があると考えられる。この過程にPI3Pホスファターゼが関与する可能性を考え解析を行った。PI3Pホスファターゼの一つであるYmr1を欠失した細胞を観察すると、Atg24複合体が開口端に結合したままの伸張途中の隔離膜が蓄積することを示唆する結果を得た。このことはYmr1が隔離膜上のPI3Pを脱リン酸化することでAtg24複合体が隔離膜から解離させることを示唆する。また、オートファジー関連膜構造体の形態が変化する条件の探索を行ったところ、オートファジーを誘導するときの培養条件によって、オートファジー関連膜構造体の形態が変化することが分かった。さらに伸張途中の隔離膜が蓄積するAtg2の変異体も見つけた。