科學技術振興機構(JST),微生物化學研究所,東京工業大學,新潟大學,順天堂大學,理化學研究所

令和3年7月9日

科學技術振興機構(JST)
微生物化學研究所
東京工業大學
新潟大學
順天堂大學
理化學研究所

オートファゴソームを効率よく作る仕組みを発見

~オートファジーの主役の働きが明らかに~

ポイント

JST 戦略的創造研究推進事業において、微生物化學研究所の野田 展生 部長、丸山 達朗 研究員らは、オートファジーで中心的に働くたんぱく質である脂質化Atg8が膜の形態を変える活性を持つことを新たに発見し、その活性がオートファゴソームを効率よく作るのに重要であることを明らかにしました。

細胞內のたんぱく質などを分解する仕組みの1つであるオートファジーにおいて、オートファゴソームの形成は分解すべき対象を決定するための極めて重要なステップです。これまでに脂質化Atg8がオートファゴソームの形成において中心的な役割を果たすことが分かっていましたが、脂質化Atg8が脂質膜上でどのように働いているのか、その実體は分かっていませんでした。

本研究グループは、まず脂質化Atg8が膜の形態を変える活性を持つことを試験管內の実験で明らかにしました。次に脂質化Atg8の立體構造を溶液核磁気共鳴(NMR)法で調べた結果、脂質化Atg8は脂質膜に対して特定の配向を取ることが分かりました。また、脂質化Atg8が脂質膜と相互作用する部位のアミノ酸を同定し、そこに変異を入れたところ、膜の形態を変える活性が失われ、オートファゴソーム形成効率も著しく低下することを見いだしました。以上のことから、脂質化Atg8は脂質膜と相互作用してその形態を変える活性を持っており、この働きによりオートファゴソームの形成を促進することを明らかにしました。

本研究によりオートファゴソーム形成に関わる分子機構の一端が解明され、今後、オートファジーを特異的に制御する薬剤の開発につながることが期待されます。

本研究成果は、2021年7月8日(英國時間)に英國科學誌「Nature Structural & Molecular Biology」のオンライン版で公開されます。

本成果は、以下の事業?研究領域?研究課題によって得られました。

戦略的創造研究推進事業 チーム型研究(CREST)

「細胞內現象の時空間ダイナミクス」
(研究総括:遠藤 斗志也 京都産業大學 生命科學部 教授)
「多階層高次構造體群が駆動するオートファジーダイナミクス」(JPMJCR20E3)
野田 展生(微生物化學研究會 微生物化學研究所 部長)
令和2年12月~令和8年3月

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“Membrane perturbation by lipidated Atg8 underlies autophagosome biogenesis”
DOI:10.1038/s41594-021-00614-5

<お問い合わせ先>

(英文)“Discovery of a mechanism for efficient autophagosome formation”

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