成 平6 ２月 ５日
オートファジー膜の脂質分布をナノ ベ で解明
ートファ ー ⾃⾷作⽤ 呼 細胞 不要 細胞質 タンパ 質や ソソー 運 分解 新た タンパ 質 材料 イ 仕組 近年 ートファ ー 細胞質成分 品質管理 必須 テ 注⽬さ こ 仕組 破綻 神経変性疾患 癌 疾病 関連 可能性 い 盛 研 究 進 い ートファ ー 起こ ホ ファチ イ トー ３燐 酸 PIしP いう膜脂質 必須 あ こ 知 い た PIしP ートファ
ー膜 う 局在 い い 確 こ 分 い せ た
名古屋⼤学⼤学院医学系研究科 研究科⻑・髙橋雅英 ・分⼦細胞学分野 藤本豊⼠ ふ 教授 研究 ープ 東京⼯業⼤学 ⼤隅良典
特任教授 研究 ープ 共同研究 PIしP ートファ ー 際 形成 さ ートファ ソー 呼 膜 両⾯ ⾮対称性 存在 哺乳類細胞 酵⺟細胞 PIしP 分布 ⼤ く異 こ ⾒出 た ートファ ー 起 こ 分⼦ ニ 多く 哺乳類細胞 酵⺟細胞 共通 あ 考え い
上記 結果 両者 ートファ ソー 膜形成過程 基本的 違い あ こ ⽰ い 今回 発⾒ 研究 ープ 開発 た急速凍結・凍結割断 プ 標識法 いう新た 電⼦顕微鏡技術 得 た
細胞 中 ートファ ソー 膜 う 作 い 不明
点 多く残さ 今回 結果 そ 謎 解明 上 重要 ⼿ 考え
本 研 究 成 果 英 国 科 学 誌 イ チ ャ ー ・ ュ ニ ー ョ ン がNaturら でんmmuをicatiんをsき 英国時間 201じ 年 2 ⽉ じ ⽇付 電⼦版 掲載さ た
ポイント
アヴトネァグヴ 必須 膜脂質 あるホケネァチグャイノクトヴャ 燐酸 PI3P 細胞内分布をヂノヤベャ 決定 る新 方法を開発
そ 方法を用い 解析 より 酵母細胞 アヴトネァガサヴヘ膜 PI3P 分布 アヴトネァガサヴヘ 枚 膜 挟 れ 閉鎖空間側＞細胞 質側 いう非対称性を示 対 哺乳類細胞 アヴトネァガサヴヘ 膜 PI3P 真逆 非対称性を呈 細胞質側 限局 いるこ 明ら
酵母細胞 見られるPI3P 非対称性 両側 対称的 存在 い PI3P う 細胞質側 PI3P け 分解されるこ よ 生 る 考 えられ
哺乳類細胞 酵母細胞 アヴトネァガサヴヘ膜形成 過程 基本的 違 い ある 考えられる
概要
アヴトネァグヴ 膜脂質 あるPI3P 産生 必須 あるこ 知られ いる PI3P よう アヴトネァグヴ膜 形成 関わる い よくわ い い 今回 膜脂質 分布をヂノヤベャ 可視化 るこ る新 い電子顕微鏡技 術 急 凍結ン凍結割断ヤハモィ標識法 を用いるこ より 酵母細胞 アヴトネ ァガサヴヘ PI3P 膜 細胞質側より 閉鎖空間側 枚 アヴトネァガサヴヘ膜 間 ある閉鎖空間 面 側 より多く存在 るこ を見出 一方 哺乳類 細胞 PI3P アヴトネァガサヴヘ膜 細胞質側 限局 り 酵母細胞 対照 的 分布を示
細胞質 ある 脱燐酸酵素 PI3Pを分解 る活性を持 酵素 を欠損さ 酵 母細胞 アヴトネァガサヴヘ PI3P 細胞質側 閉鎖空間側 対称性 分布 るよ う り 野生型 酵母細胞 見られる非対称性 細胞質側PI3P 分解され こ
よ 生 考えられ
今回明ら PI3P分布 結果 哺乳類細胞 酵母細胞 アヴトネァガサヴ ヘ膜形成過程 基本的 違い あるこ を示唆 る
研究 背景
アヴトネァグヴ 自食作用 細胞 不要 タンパク質や壊れ タンパク質 を分解 新 タンパク質 材料 モキイクャ る仕組 ある 近年 アヴ トネァグヴ 細胞成分 品質管理 必須 クケテヘ 注目され こ 仕組 破 綻 神経変性疾患 癌 疾病 関連 る可能性 い 多く 研究 進 られ
いる
アヴトネァグヴ 細胞内 隔離膜 いう袋状 構 出現 細胞質 一部を 取り囲ん アヴトネァガサヴヘ る アヴトネァグヴ 分子機構 多く Atg蛋白 質 解析 よ 理解 進ん いる アヴトネァグヴ膜 隔離膜 アヴトネァ
ガサヴヘ膜 よう 形成される 大 謎 残され
アヴトネァグヴ 成立 膜脂質 あるPI3P 産生 必須 あるこ 知られ い PI3P 細胞内局在を解析 るこ より アヴトネァグヴ膜形成 謎 迫 れる い 考え 従来 方法 膜脂質 詳細 観察 い 電 子顕微鏡を用いる新 方法を開発 解析を行
結果 要約
1) 膜脂質 ある PI3P 細胞内局在をヂノヤベャ 決定 る新 顕微鏡法を確 立 具体的 細胞を急 凍結 あ 凍結割断ヤハモィを作製 PI3P
特異的 結合 るハュヴノを結合さ 電子顕微鏡観察
2) アヴトネァグヴを誘導 酵母細胞 PI3P アヴトネァグヴ膜 閉鎖空間 側 枚 アヴトネァガサヴヘ膜 間 ある閉 閉鎖空間 面 側 非 常 高密度 存在 膜 細胞質 面 側 僅 見られ いこ を見出
3) 一方 アヴトネァグヴを誘導 哺乳類細胞 PI3P アヴトネァグヴ膜 細胞質側 限局 存在 閉鎖空間側 見られ
4) 酵母細胞 細胞質 ある 脱燐酸酵素 PI3Pを分解 る活性を持 酵素 を 欠損さ る アヴトネァガサヴヘ PI3P 細胞質側 閉鎖空間側 対称性 見 られるよう
今後 展開
膜 形成される機構 解明 進 考えられる
論文 等
Cheng J, Fujita A, Yamamoto H, Tatematsu T, Kakuta S, Obara K, Ohsumi Y, Fujimoto T. Yeast and mammalian autophagosomes exhibit distinct phosphatidylinositol 3-phosphate asymmetries. Nature Communications, doi. 10.1038/ncomms4207 (2014年2月4日付電子 版掲載).
酵母細胞 哺乳類細胞 アヴトネァガサヴヘ ホケネァチグャイノクトヴャ 燐 酸 関 全く異 る非対称性を呈 る
English ver.
http://www.med.nagoya-u.ac.jp/english01/dbps_data/_material_/nu_medical_en/_res/ResearchTopics/pi3p_20140205en.pdf
