オートファゴソーム形成における小胞輸送の役割―何処から膜が供給されるのか―

囊泡运输在自噬体形成中的作用 - 膜从哪里提供？

• 批准号: 02J10210
• 负责人: 濱崎 万穂
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes (2003)The Graduate University for Advanced Studies (2002)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-02J10210/
• 关键词: オートファジー; 自食作用; オートファゴーム; ER; エンドソーム; membrane trafficking; MVB; オートファゴソーム; 液胞; オートファゴソーム膜; SEC; FM

酵母を含む単細胞生物は飢餓等の外的環境変化に敏感に応答するメカニズムを備えており、その一つとしてオートファギーと呼ばれる細胞質成分を非選択的に分解する機構が存在する。オートファジーではオートファゴソーム(AP)と呼ばれる脂質二重膜を2層もつユニークな構造体が細胞質を取り囲みながら細胞質中に形成され、分解コンパートメントであるリソソーム/液胞に運ばれ大規模な蛋白質分解が展開される。細胞は飢餓時にオートファジーによる分解産物からアミノ酸をリサイクルして生存維持に必須な蛋白質を作り出す。その一方で分裂を停止し、それに伴って細胞表面への膜供給を低下させる。これらのことは栄養条件が細胞内トラフィックに影響を及ぼしていることを示唆するものである。私は飢餓応答としての膜動態の変化を明らかにすることを目指し、以下の研究を行った。オートファジー誘導の際に新規に形成されるAP膜の起源は未だ解明されておらず、ER、ゴルジ体、液胞と多くの仮説が乱立している状況である。これまでの研究により、ERからのフローがAP膜形成に必須であることを明らかにした。又、lipophilicなdyeであるFM4-64を用いることで、液胞膜もAP膜の供給源になりうることを示唆する結果を得ている。飢餓時には分泌経路の一部のタンパク質が積極的に液胞へと輸送されていることを明らかにした。ER,ゴルジ体に存在する蛋白質に加え、エンドソームとの融合に関わっている因子等の一部も液胞へと輸送されることも明らかになった。それらの因子は、飢餓時のみエンドソームにてmultivesicular body (MVB)にsortingされることで液胞へと輸送されることが明らかになった。これらは、飢餓時特有の輸送経路が存在することを示唆している。

含有酵母的单细胞生物具有一种对饥饿等外部环境变化的敏感性响应的机制，其中一种是一种称为自噬的机制，可非选择性降解细胞质成分。在自噬中，一种称为自噬体（AP）的独特结构，具有两层脂质双层膜，在细胞质中形成，周围围绕细胞质，并将其转运到溶酶体/液泡，降解隔室，导致大型蛋白质溶解。在饥饿期间，细胞从自噬降解产物中回收氨基酸，以产生生存至关重要的蛋白质。同时，划分被停止，同时降低了对细胞表面的膜供应。这些表明营养条件会影响细胞内交通。我进行了以下研究，目的是阐明膜动力学的变化作为饥饿反应。自噬诱导过程中新形成的AP膜的起源尚未澄清，许多假设盛行，包括ER，Golgi和Vacuoles。先前的研究表明，ER的流量对于AP膜形成至关重要。此外，使用亲脂性染料FM4-64的结果表明，液泡膜也可以作为AP膜的来源。据透露，分泌途径中的某些蛋白质在饥饿期间积极运输到液泡中。还可以揭示出，除了ER和高尔基体中存在蛋白质外，与内体融合有关的一些因素也被运输到液泡中。发现仅在饥饿期间，这些因素才通过在内体中排序到内体中通过将多个体（MVB）排序到液泡中。这些表明饥饿期间有一条独特的运输路线。

项目成果

大寺 秀典: "Peroxisomal targeting signal receptor Pex5p interacts with cargoes and import machinery components in a spatiotemporally differentiated manner : conserved Pex5p WXXXF/Y motifs are critical for matrix protein import"Molecular Biolog of the Cell. 22

Hidenori Otera：“过氧化物酶体靶向信号受体 Pex5p 以时空分化的方式与货物和输入机械组件相互作用：保守的 Pex5p WXXXF/Y 基序对于基质蛋白输入至关重要”22 细胞分子生物学。

濱崎 万穂: "The early secretory pathway contributes to autophagy in yeast"Cell Structure and Function. 28・1. (2003)

滨崎真帆：“早期分泌途径有助于酵母的自噬”《细胞结构与功能》（2003）。