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オートファゴソームと脂質液滴の動的相互作用の研究
Dynamic Interactions between Autophagosomes and Lipid Droplets in .
PMID: 31466295 PMCID: PMC6769876. DOI: 10.3390/cells8090992.
抄録
オートファジーは、真核生物の細胞における高度に保存された異化過程であり、細胞の老廃物を再利用して、好ましい環境下でもストレス下でも成長を維持することができる。オートファジーは微細藻類の脂質代謝と関連しているが、そのメカニズムは明らかになっていない。本研究では、オートファジーマーカーとして赤色蛍光タンパク質（mCherry）タグ付きATG8を安定的に発現させたトランスジェニック細胞を樹立した。このツールを用いることで、様々な条件下での生きた微細藻類細胞のオートファジー過程を追跡することができた。窒素飢餓初期には脂質液滴とオートファジー構造体が物理的に接触していることが観察されたが、栄養不足が長期化した場合には両者の融合が観察され、オートファジーに関連する経路が脂質液滴のターンオーバーに関与している可能性が示唆された。このように，本研究の結果は，微細藻類のオートファジーと脂質代謝の相互作用に光を当てたものであり，このオートファジーマーカーは，微細藻類のオートファジー過程をさらに研究する上で貴重な情報源となると考えられる。
Autophagy is a highly conserved catabolic process in eukaryotic cells by which waste cellular components are recycled to maintain growth in both favorable and stress conditions. Autophagy has been linked to lipid metabolism in microalgae; however, the mechanism underlying this interaction remains unclear. In this study, transgenic cells that stably express the red fluorescent protein (mCherry) tagged-ATG8 as an autophagy marker were established. By using this tool, we were able to follow the autophagy process in live microalgal cells under various conditions. Live-cell and transmission electron microscopy (TEM) imaging revealed physical contacts between lipid droplets and autophagic structures during the early stage of nitrogen starvation, while fusion of these two organelles was observed in prolonged nutritional deficiency, suggesting that an autophagy-related pathway might be involved in lipid droplet turnover in this alga. Our results thus shed light on the interplay between autophagy and lipid metabolism in , and this autophagy marker would be a valuable asset for further investigations on autophagic processes in microalgae.