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

阐明自噬选择性内质网降解的分子基础和生理功能

基本信息

批准号：
15J11855
负责人：
持田啓佑
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J11855/
关键词：
オートファジー小胞体核出芽酵母

项目摘要

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。

自噬是一种降解细胞内成分的机制。某些细胞内成分通过称为受体的蛋白质被自噬选择性降解。先前的研究表明，在酿酒酵母中，部分细胞核和内质网（ER）通过使用名为Atg39和Atg40的蛋白质作为受体的选择性自噬（核自噬和ER自噬）而被降解。今年，我们分析了核自噬和内质网自噬的分子机制和生理功能。对 ER 膜上 Atg40 拓扑结构的分析表明，Atg40 具有类似于一组称为网状蛋白的蛋白质的结构域。网状蛋白是一种驱动内质网高膜曲率形成的蛋白质。分析表明，Atg40与网状蛋白一样，也具有在内质网上形成膜曲率的特性。通过使 ER 膜变形，Atg40 可能有助于加载到自噬体中的 ER 片段的形成和折叠。我们目前正在分析 Atg40 膜变形能力在内质网吞噬中的重要性。为了阐明核自噬和内质网自噬缺陷引起何种细胞内反应，使用暴露于营养饥饿的Atg39或Atg40缺失菌株通过RNA测序进行了全面的基因表达分析。我们目前正在分析一些与野生型菌株相比表达发生变化的基因的生理意义和表达调控的分子机制。