リソソーム膜タンパク質のリソソーム内分解メカニズムの解析

研究代表者 藤田 尚信（Fujita Naonobu） 東京工業大学・科学技術創成研究院　准教授 https://www.nafujita-lab.com

研究課題の概要と計画

分解の場であるリソソームの活性調節には、酸性加水分解酵素のみでなくリソソームに局在するトランスポーターなどの膜タンパク質の品質管理も重要である。しかしながら、リソソーム膜タンパク質がどのように分解・代謝されているのか、その実体は驚くほど明らかにされていない。本研究では、リソソーム膜タンパク質がリソソーム内腔に取り込まれ分解されるメカニズムを明らかにする。私は、ショウジョウバエの筋細胞がリモデリングされる際に、複数種のリソソームの膜タンパク質が効率よくリソソームの内腔で分解されていることを見出した。さらに、ショウジョウバエ個体を用いて、その分解をモニター可能な簡便かつ感度の良い解析系を確立した。本研究では、新たに開発した独自の解析系を利用したin vivo RNAiスクリーニングを実施し、リソソーム膜タンパク質の分解に働く一群の遺伝子を同定する。それらの機能解析を通して、『リソソーム膜タンパク質が、どのようにリソソーム内腔で分解されるのか？』その実体を明らかにする。

本研究課題に関連する代表的論文3報

Murakawa T, Kiger AA, Sakamaki Y, Fukuda M, Fujita N. An Autophagy-Dependent Tubular Lysosomal Network Synchronizes Degradative Activity Required for Muscle Remodeling. bioRxiv 2020, 10.1101/2020.04.15.043075

Fujita N, Huang W, Lin TH, Groulx JF, Jean S, Nguyen J, Kuchitsu Y, Koyama-Honda I, Mizushima N, Fukuda M, and Kiger AA. Genetic screen in Drosophila muscle identifies autophagy-mediated T-tubule remodeling and a Rab2 role in autophagy. Elife 2017, 6. e23367

Fujita N, Morita E, Itoh T, Tanaka A, Nakaoka M, Osada Y, Umemoto T, Saitoh T, Nakatogawa H, Kobayashi S, Haraguchi T, Guan JL, Iwai K, Tokunaga F, Saito K, Ishibashi K, Akira S, Fukuda M, Noda T, and Yoshimori T. Recruitment of the autophagic machinery to endosomes during infection is mediated by ubiquitin. J Cell Biol 2013, 203, 115-128.

キーワード

Muscle cell, lysosome, autolysosome, Drosophila, metamorphosis, atrophy, nephrocyte