A02班
クロススケール細胞内分子構造動態解析が解明する選択的オートファジー始動メカニズム
計画研究の概要
学術変革領域「クロススケール新生物学」の中で、我々のグループは液滴と膜の動的な相互作用に着目し、液滴選択的オートファジー（Fluidophagy）の始動・制御メカニズムの解明を行う。哺乳類では選択的オートファジーによる細胞内クリアランスが恒常的に行われており、その破綻はタンパク質凝集体の蓄積を始め、オルガネラ、細胞、個体といったマクロスケールでの機能低下を引き起こす。近年、分解対象の基質の多くが液滴（=メゾ複雑体）を形成することが見出され、これらメゾスケールの構造体が起点となってオートファジーが始動されるなど、液滴の多様性がもたらすオートファジー膜動態の新たな側面が注目を集めている。本研究では、最先端のIn-cell計測技術によって、液滴選択的オートファジーにおける液滴とオートファゴソーム膜の相互作用を細胞内のありのままの状態でミクロスケールからメゾスケールまでシームレスに定量解析することで｢液滴による膜変形の分子メカニズム｣と｢膜変形に伴う液滴の標的化メカニズム｣の解明を行う。
主な研究業績
- Okawa F., Hama Y., Zhang S., Morishita H., Yamamoto H., Levine T.P., Mizushima N.* (2021) Evolution and insights into the structure and function of the DedA superfamily containing TMEM41B and VMP1. J. Cell Sci., 134, jcs255877.
- Pang Y., Yamamoto H., Sakamoto H., Oku M., Mutungi J.K., Sahani M.H., Kurikawa Y., Kita K., Noda N.N., Sakai Y., Jia H.*, Mizushima N.* (2019) Evolution from covalent conjugation to non-covalent interaction in the ubiquitin-like ATG12 system. Nat. Struct. Mol. Biol., 26, 289-296.
- Yamamoto H., Fujioka Y., Suzuki S.W., Noshiro D., Suzuki H., Kondo-Kakuta C., Kimura Y., Hirano H., Ando T., Noda N.N., Ohsumi, Y.* (2016) The intrinsically disordered protein Atg13 mediates supramolecular assembly of autophagy initiation complexes. Dev. Cell, 38, 86-99.
- Yamamoto H.*, Shima T., Yamaguchi M., Mochizuki Y., Hoshida H., Kakuta S., Kondo-Kakuta C., Noda N.N., Itoh T., Inagaki F., Akada R., Ohsumi, Y.* (2015) The thermotolerant yeast Kluyveromyces marxianus is a useful organism for structural and biochemical studies of autophagy. J. Biol. Chem., 290, 29506-29518.
- Suzuki S.W., Yamamoto, H.*, Oikawa Y., Kondo-Kakuta C., Kimura Y., Hirano H., Ohsumi, Y.* (2015) Atg13 HORMA domain recruits Atg9 vesicles during autophagosome formation. Proc. Natl. Acad. Sci., 112, 3350-3355.
- Fujioka Y., Suzuki S.W., Yamamoto H., Kondo-Kakuta C., Kimura Y., Hirano H., Akada R., Inagaki F., Ohsumi, Y.*, Noda, N.N.* (2014) Structural basis of starvation-induced assembly of the autophagy initiation complex. Nat. Struct. Mol. Biol., 21, 513-521.
- Yamamoto H., Kakuta S., Watanabe T.M., Kitamura A., Sekito T., Kondo-Kakuta C., Ichikawa R., Kinjo M., Ohsumi Y.* (2012) Atg9 vesicles are an important membrane source during early steps of autophagosome formation. J. Cell Biol., 198, 219-233.