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

JST戦略的創造研究推進事業において、微生物化学研究所の野田展生部長、丸山達朗研究員、東京工業大学 生命理工学院の中戸川仁准教授、科学技術創成研究院の大隅良典栄誉教授らは、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。

細胞内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、その実体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内の実験で明らかにしました。次に脂質化Atg8の立体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（英国時間）に英国科学誌「Nature Structural & Molecular Biology」のオンライン版で公開されました。

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