Elucidation of Xenophagy Regulation by Bacterial Glycan Recognition

通过细菌聚糖识别阐明异体吞噬调节

• 批准号: 22H02868
• 负责人: 中川 一路
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02868/
• 关键词: ゼノファジー; Ａ群レンサ球菌; 自然免疫; 糖鎖認識; A群レンサ球菌; ユビキチン; 認識; GBP1; ガレクチン３; TBK1; 細菌感染; ゼノファジー; Ａ群レンサ球菌; 自然免疫; 糖鎖認識; A群レンサ球菌; ユビキチン; 認識; GBP1; ガレクチン３; TBK1; 細菌感染

自然免疫における新領域として注目されているゼノファジー（病原体に対するオートファジー）は、ユビキチン依存的な選択的分解システムである。細胞内に侵入した細菌に対してK48/K63結合型の典型的なユビキチン鎖が病原体を標識することで、選択的に病原体を標的とする。一方で、A群レンサ球菌の流行株などの高病原性細菌はこうした認識から回避し、細胞内で増殖するが、そのメカニズムはほとんど明らかになっていない。そこで本研究では、表層糖鎖認識を介した細菌のユビキチン化をモデルとして、小分子可視化プローブや高解像度顕微鏡を駆使することで、感染時におけるユビキチンリガーゼや鎖特異的ユビキチン鎖の細胞内挙動を解析し、ゼノファジーによる細菌認識メカニズムを明らかにする。本年度は、このユビキチン依存的な分解のキーとなるguanylate-binding protein (GBP)の機能について解析をおこなった。この中で、特にGBP1が、TBK1のリン酸化を促進することにより、侵入したA群レンサ球菌（GAS）に対するゼノファジーを誘導することを明らかにした。GBP1は、細胞内に侵入した細菌が引き起こす膜損傷に対してGASを取り囲むような局在を示し、膜損傷センサーであるガレクチン3がそのリクルートを媒介する。GBP1をノックアウトすると、TBK1の活性化が抑制され、p62のリクルートが減少し、ゼノファジーによる殺菌活性が低下することが明らかになった。以上のことから、ガレクチン3-GBP1-TBK1がオートファジーのアダプタータンパク質p62を介したゼノファジーを制御していることが明らかになった。

异种（病原体的自噬）是一种依赖泛素的选择性降解系统，吸引了作为先天免疫的新领域的注意力。典型的K48/K63结合泛素链标记了已入侵细胞的细菌的病原体，选择性地靶向病原体。另一方面，可以从这种识别中避免使用高度致病性的细菌，例如A组A链球菌的流行性菌株，并在细胞内增殖，但是这种机制的机制在很大程度上是未知的。因此，在这项研究中，通过表面糖基化将细菌的泛素化作为模型，我们分析了在感染过程中泛素连接酶和链特异性泛素链的细胞内行为，并使用小分子可视化探针和高分辨率显微镜和高分辨率显微镜进行了阐明，并通过Xenophogagy阐明了细菌识别机制。今年，我们分析了鸟苷酸盐结合蛋白（GBP）的功能，这是这种依赖泛素依赖性降解的关键。其中揭示了GBP1通过促进TBK1的磷酸化来诱导对入侵A链球菌（气）的Xenophapy。 GBP1将气体定位于侵入细胞的细菌引起的膜损伤，膜损伤传感器Galectin 3介导了其募集。淘汰GBP1抑制了TBK1的激活，p62的募集降低，并通过Xenophapy降低了杀菌活性。从上面可以揭示出甲状腺蛋白3-GBP1-TBK1通过自噬的衔接蛋白p62调节Xenophapy。