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細胞内エネルギ ー 変換機構研究部門
当fiJf究部門は， 本年4月に新しくスタ ー トした。新たに参画す るスタッフを迎え， 細胞生物学分野の新しい研究糸の確立を日指している。 当而， 自 ft 作用の解明を合い言狛に研究を進めている。
栄蓑飢餓ストレス

自然界に生息する生命体にとって栄餐源をいかに確保するかは， i｛文も凧要な進化」こ． の要因であった点に界論はないであろう。 しかし外界に‘常に充分な栄旋源が保証されているわけではない。 したがって自己をとりまく閑境の様々な
栄1\杉条件をいかに感知し， 内部の活性を制御するか， さらに飢餓条件Fに生存をいかに確保するかもまた進化の過程できわめて重要な選択圧の1つであったに違いない。
自食作用とは外界の栄·1洛源が枯渇したとき細胞は． 自己の構成成分を分解する。 こ の自食作／I� (autophagy)と呼ばれる生月I!.J:J.l象
は，具核細胞に普辿的であり，生理的にも巫要な慈味を持っているものと考えられる。酵I:）：細胞ぱ． 窒素源の枯渇を1）|
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!1の分子レベルでの理解はほとんど進んでいない。その理 1は． この問題には細胞活動の総合 的な理鮒が必要とされる
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くの研究者の卯味を駆り立ててきたが， 今 Uに至ってもそ

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莫系が複雑であり， かつきわめてダイナミックな動態を伴うために，鉗析の手がかり•が得られなかったことによるものと思われる 。
酵母の自食作用の発見

贔の細胞質成分をリソソ ームと 相同なオルガネラとして使Iられる酸性コンパートメントである液胞に送り込み，大規校に分解すること ， そ の 椴 構が 高等；動物細胞で広く知られている自食作用と同様な複雑な）］従現象によって担われているl.

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図 1)。 自食作 J
l‑]は．
ことを見いだした （l区12に示すよう＂な過程からなると考えられている。栄狡飢餓を細胞がどの.•
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図1
. 栄菱飢餓条件下の酵母の電顕像．酵母細胞を様々な栄妥飢餓にさらすと細胞何の一部を非選択的に液胞に送り込んで分解する 。
液胞内プロテアーゼ活性を欠失させると液胞内に一重膜構造，自食体が吾積する。このため光学額微錢下に 自食作用の進行を観察する

ように感知し •連の膜現象を誘祁するのか，細胞 'i't のカロ

lpm[[＿9が pmー•：惚喜翠'紆竺 翌 ｀究唸劣．芦我々は，最近酵舟細胞が種々の栄投飢餓に応答 し て 自 己l廿むオートファゴソームと呼ばれる膜系がどのようを取り }に形成されるのか． オートファゴソ ームは，リソソームと,ヽかいかに特界的に癌合するのか． オートリソソーム内で Iに）朕系が分解されるのか， 自食作用がどのように制御されているのかなど， 判味深い課題が未解決のまま残されていことができる。

る。酪．けはこれまで細胞周期や分泌などの複雑な過程を分き金として減数分災過程． すなわち胞子形成を誘祁する 。

了・レベルで I
lI！解する上で先禅的な貢献をしてきた。 それはこの細胞分化過程には．既存のタンパク質の大規校な分解追（ぷ伊：的な手法と分子•生物学的な手法によって．

iである 。 我々の肝細胞では，食事の間の空）
j及lI
寺に活が必ク[→ 過栢！を明らかにし，I!
i
帷され発な自食作 H)が繰り返されている 3 まだほとんどEできたからに他ならない。

帷し，てしヽなしヽが． 植物細胞では． 個体の不要な部分を分 i

自食作用に関与する遥伝子群

老新しい組織へと転流する事が日常的に行われているし，K

それらの関与する分子を明らかにすることが我々は自食作用の欠損株を始めとして自餃作）4
Jに関わる多数の変楳株を分離し．現在それらの追（云了・の多くを単離ク｝射名力り且f‑・j・する。 autnphagyは． 無秩序な分陪でばなく ．

することに成功した。酵斑は全ゲノムの配列が決定された

翡1
文に組織化された過程であるに違いない。

が， これらの追伝子はいずれも未知の逍伝了・であった 。

1
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5年 に deDu,・eに よ っ て リ ソ ソーム が 発 見 さ れ て 以こ化(senescence)に伴ってきわめて組織だった大規校な[￨已のことはこの分野の研究がこれまでほとんど手が付けられ

13IsolationmembraneER?

Autophagosome／〔⇒ ⇒（（い()⇒.
‑oLysosome

Enclosingorganelles
andc
ytosol

図2. 自食作用 {autophagy)の模式図．栄要飢餓のシグナル伝達系，才ートファゴ ノームの形成， リソ ノームとの融合など，まだ分子レペルでは未解決の問題である 。
てこなかったことを示している。これらの辿伝子産物の梢

参考文献

造と機能を明らかにすることによって自我作）廿が分子レベ

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nyeastdemonstrated

自食作用 の更な る理解 を目指して

wit
hproteinase‑deficient mutants and it
sconditions

機能と細胞内の朕動態に関わる諾本的な分了・は．酵母か

forinduction.J.CellI
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らヒトに到るまで誘くほど種を越えて保存されている。酵2. Tsukada, M.,and Ohsumi, Y.(]993) Isolation and蔚で得られた新しい知見は．高等動植物細胞の 自食作用のcharacterizationof autophagy‑defective mutantsrnI機構の解明に も明確な視点を与えるに違いない。一方．糸HSaccl(lCCll(ll"Olll¥'Ci'
SceretJISll!
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fautophagosomes and しh

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characterization.(

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