エネルギー代謝制御を介したオートファジーによる組織構築・維持

研究代表者 荻沼 政之（Oginuma Masayuki） 大阪大学・微生物病研究所　助教

研究課題の概要と計画

オートファジーの重要な役割の一つは、炭水化物やアミノ酸を新生、またはミトコンドリアを分解することにより、エネルギー代謝活性を制御する事である。近年、エネルギー代謝経路がエネルギー産生だけでなく、生じた代謝物を介してアセチル化、メチル化などの化学修飾を促す事で、数々のシグナル経路、エピゲノム因子の活性を制御し、それにより複雑な生命現象を制御することが明らかになってきている。このことから、オートファジーがエネルギー代謝活性の制御を介してこれら多様な生命現象を制御する可能性が期待できるが、その理解はほとんど進んでいない。また、オートファジーを阻害した胚が胚致死になることから、オートファジーが胚発生に必須の役割を果たすことが示唆されているものの、その分子基盤は不明である。我々は、オートファジーによるエネルギー代謝制御の個体発生における役割を探るために、蛍光イメージング解析に適した２種の小型魚類モデル、ゼブラフィッシュとターコイズキリフィッシュにおいて、オートファジーおよびエネルギー代謝の活動をモニターできるトランスジェニック系統を作製した。そこで本研究は、小型魚類におけるオートファジーとエネルギー代謝活性の可視化解析とオートファジー改変系を組み合わせ、「組織パターン形成・維持」と「発生休眠制御」におけるオートファジーの機能と制御を解明する。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Oginuma M, HarimaY, Xiong F, Tarazona O, Diaz-Cuadros M, Martinez-Francois J, Díaz-García C, Ishitani T, Yellen G, Pourquié O. Intracellular pH controls Wnt signaling downstream of glycolysis in the vertebrate embryo. Nature. inpress

Oginuma M, Moncuquet P, Xiong F, Karoly E, Chal J, Guevorkian K, Pourquié O. A Gradient of Glycolytic Activity Coordinates FGF and Wnt Signaling during Elongation of the Body Axis in Amniote Embryos. Dev Cell. 2017, 40, 342-353.

キーワード

Zebrafish, Turquoise Killifish, Autophagy, Energy metabolism, Tissue patterning, Diapause, Fluorescence imaging