オートリソソーム形成における脂質修飾型ATG8の機能解明

研究代表者 本田 郁子（Ikuko Koyama-Honda） 東京大学・大学院医学系研究科　准教授 https://molbiolut.jp/

研究課題の概要と計画

マクロオートファジーが誘導されると、細胞質の一部を取り囲みながら二重膜小胞のオートファゴソームが形成され、それがリソソームと融合してオートリソソームとなることで、取り囲まれた細胞質が分解される。オートファジー関連（ATG）タンパク質の一つであるATG8は、ATG結合系タンパク質群によってホスファチジルエタノールアミン（PE）修飾を受ける（ATG8-PE）。酵母では、ATG8-PEがオートファゴソーム膜の伸長に必要であることが知られている。しかし、哺乳類細胞では、ATG8-PEがオートファゴソーム形成に完全には必須ではないが、オートリソソームがほとんど形成されないために、オートファジー不全となる。したがって、ATG8-PEはオートリソソーム形成における役割ももつことが予想されている。そこで、本研究ではオートファゴソームの成熟過程に焦点を当て、哺乳類マクロオートファジーにおけるATG8-PEの機能を解明する。リソソームの融合や、繋留因子の依存性、リソソーム酵素のオートファゴソーム膜透過などを測定・評価し、ATG8-PEの必要なステップを絞り込む。これによって、複数存在するATG8-PEの役割を整理すると共に、オートファゴソーム成熟の分子基盤や作動原理を解明する。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Koyama-Honda I, Mizushima N. Transient visit of STX17 (Syntaxin17) to autophagosomes. Autophagy, 2022, DOI: 10.1080/15548627.2022.2079337.

Tsuboyama K*, oyama-Honda I*(* equally contributed authors), Sakamaki Y, Koike M, Morishita H, Mizushima N. The ATG conjugation systems are important for degradation of the inner autophagosomal membrane. Science, 2016, 354(6315):1036-1041.

Koyama-Honda I, Mizushima N. Temporal analysis of recruitment of mammalian ATG proteins to the autophagosome formation site. Autophagy, 2013, 9(10):1491-9.

キーワード

autophagosome, autolysosome, lysosome, ATG8, membrane fusion, tethering factor