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

阐明自噬体形成过程中膜形态控制机制

• 批准号: 22K06123
• 负责人: 小谷 哲也
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06123/
• 关键词: オートファジー; オートファゴソーム; 隔離膜; 膜動態

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。

自噬是一种将蛋白质和细胞器等各种细胞内成分包裹在具有两层膜（称为“自噬体”）的囊泡中，将其转运至液泡并降解的机制。自噬体是由称为隔离膜的扁平囊泡伸长并闭合成球形而形成的，但在自噬体形成过程中控制其形状和大小的机制尚不清楚。我们之前已经确定 Atg24 复合物是位于隔离膜开口端并需要维持宽开口的一个因子。 Atg24 复合物具有与 3-磷酸磷脂酰肌醇 (PI3P) 结合的 PX 结构域，并通过与隔离膜上的 PI3P 相互作用而定位在隔离膜上。为了完成自噬体，隔离膜的开口必须收缩，并且Atg24复合物必须从隔离膜上解离。我们分析了PI3P磷酸酶可能参与这一过程的可能性。当我们观察缺乏 Ymr1（PI3P 磷酸酶之一）的细胞时，我们得到的结果表明，拉长的隔离膜积累，Atg24 复合物仍然与开放端结合。这表明Ymr1使隔离膜上的PI3P去磷酸化，从而使Atg24复合物从隔离膜解离。此外，当我们寻找自噬相关膜结构的形态变化的条件时，我们发现自噬相关膜结构的形态变化取决于用于诱导自噬的培养条件。我们还发现了 Atg2 突变体，它积累了细长的隔离膜。

项目成果

Atg24-Atg20 complex is necessary for sequestration of large components into autophagosome

Atg24-Atg20 复合物对于将大组分隔离到自噬体中是必需的

• 发表时间: 2022
• 作者: Tetsuya Kotani;Hiromi Kirisako;Chika Kakuta;Yoshinori Ohsumi;Hitoshi Nakatogawa
• 通讯作者: Hitoshi Nakatogawa