オートファジーにおける脂質輸送を時空間的に制御するスイッチを発見ー脂質輸送タンパク質Atg2の小胞体結合メカニズムの解明ー

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2026-09-04 東京科学大学

オートファジーで脂質を供給するタンパク質Atg2が、脂質供給源である小胞体を認識・結合する仕組みを、東京科学大学と大阪大学などの研究チームが解明した。酵母細胞を用いた解析から、タンパク質リン酸化酵素Atg1によるAtg2のリン酸化がスイッチとなり、小胞体膜タンパク質Scs2との結合を促すことを発見。Atg2は自身のN末端領域とScs2との相互作用を協働させ、小胞体からオートファゴソーム形成部位へ脂質を供給することが明らかになった。この仕組みは哺乳類細胞でも保存され、MOSPD1/3との相互作用がオートファゴソーム形成を促進することも確認された。オートファジーの時空間的制御機構の理解を進め、関連するがんや神経変性疾患の病態解明、将来的なオートファジー制御薬の開発につながる基盤的成果と期待される。

オートファジーにおける脂質輸送を時空間的に制御するスイッチを発見ー脂質輸送タンパク質Atg2の小胞体結合メカニズムの解明ー
図. Atg1によるリン酸化を介したAtg2の小胞体認識機構

<関連情報>

オートファゴソーム形成中のAtg2とERの結合の時空間制御 Spatiotemporal control of Atg2 association with the ER during autophagosome formation

Tetsuya Kotani, Haruki Tanabe, Shinri Kitta, +8 , and Hitoshi Nakatogawa
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:July 29, 2026
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2606606123

Abstract

Autophagy degrades various intracellular components by sequestering them within membrane vesicles called autophagosomes and delivering them to lysosomes or vacuoles. Previous studies have revealed that the conserved, bridge-like lipid transfer protein Atg2 tethers autophagosome precursors to the endoplasmic reticulum (ER) and mediates lipid supply from the ER to drive their expansion into autophagosomes. However, how Atg2 docks onto the ER has remained unclear. Here, we show in Saccharomyces cerevisiae that Atg2 interacts with the ER-resident VAP family protein Scs2. This interaction is mediated by a phospho-FFAT motif in Atg2 and the major sperm protein domain of Scs2 and enhanced by phosphorylation of the motif by the autophagy-initiating kinase Atg1, which is activated at the autophagosome formation site upon autophagy induction. This interaction cooperates with the N-terminal region of Atg2, which contains a weakly amphipathic helix, to mediate Atg2 association with the ER. Thus, the Atg2–Scs2 interaction functions as a spatiotemporal switch that controls Atg2–ER association. We also show that mammalian ATG2 interacts with the VAP-like proteins MOSPD1 and MOSPD3 to promote autophagosome formation. Collectively, this study reveals a conserved mechanism that initiates lipid transfer during autophagosome formation.

生物化学工学
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