オートファゴソーム膜の伸張メカニズムの解明

阐明自噬体膜的延伸机制

基本信息

批准号：
13J06946
负责人：
志摩喬之
金额：
$ 2.11万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

オートファジーは細胞内成分の主要な分解機構の一つであり、オートファジーが誘導されると｢オートファゴソーム｣と呼ばれる二重膜構造体が形成される。オートファゴソーム形成には多数のAtgタンパク質が必須である。その分子メカニズムを理解する上で、オートファゴソーム膜の伸張機構は最大の謎であり、その解明は不可欠である。本年度においては、膜の前駆体の電子顕微鏡解析による形態解析及び、共免疫沈降法による生化学的な解析から、「オートファゴソーム膜の前駆体」は、Atg9小胞よりもサイズが大きいことを明らかとした。Atg9小胞の直径は30-60nmだが、膜の前駆体の直径は60nmを超えた小胞であること、さらにAtg9小胞には存在しないが、膜の前駆体には存在するSNAREタンパク質を同定した。これらのことは、SNAREを介したAtg9小胞同士の融合、またはAtg9小胞と他の小胞との融合により、膜の前駆体が形成されることを強く示唆している。また、蛍光顕微鏡解析や免疫沈降実験により、伸張途中のオートファゴソームの膜には、いくつかのSNAREタンパク質や小胞融合関連因子が供給されることが明らかとなった。これらの因子は細胞内のある小胞輸送経路に特異的に機能することが報告されており、オートファゴソーム膜の伸張において、これらの因子が機能していることが示唆された。これまでの解析で同定されたオートファゴソーム膜の前駆体に、この小胞が連続的に融合することで、オートファゴソームが形成されるというモデルが考えられる。

自噬是细胞内成分的主要分解机制之一，当自噬被诱导时，会形成称为“自噬体”的双膜结构。大量 Atg 蛋白对于自噬体的形成至关重要。自噬体膜的延伸机制是理解其分子机制的最大谜团，其阐明至关重要。今年，我们通过电子显微镜对膜前体的形态分析和免疫共沉淀的生化分析，揭示了“自噬体膜前体”比Atg9囊泡更大。 Atg9囊泡的直径为30-60 nm，但膜前体的直径超过60 nm，并且我们还鉴定了Atg9囊泡中不存在但膜前体中存在的SNARE蛋白。这些发现强烈表明膜前体是通过 Atg9 囊泡之间或 Atg9 囊泡与其他囊泡之间 SNARE 介导的融合形成的。此外，荧光显微镜分析和免疫沉淀实验表明，在延伸过程中，一些 SNARE 蛋白和囊泡融合相关因子被供应到自噬体的膜上。据报道，这些因子在某些细胞内囊泡转运途径中特异性发挥作用，表明这些因子在自噬体膜的伸长中发挥作用。一种可能的模型是，自噬体是通过这些囊泡与先前分析中确定的自噬体膜前体连续融合而形成的。