所属
総合研究院 細胞制御工学研究センター 教授
職名
教授
外部リンク
ナカトガワ ヒトシ
中戸川 仁
NAKATOGAWA HITOSHI
News & Topics
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オートファゴソームを柔軟な網で覆うように形作る仕組み オートファジーを特異的に制御する薬剤開発に道
2023/12/07
掲載言語： 日本語
要点-オートファジーにおいて、細胞内の分解対象を包み込むための袋状の脂質膜（オートファゴソーム）がどのように形作られるかは分かっていなかった。-オートファゴソームが作られる際、Atg8とその修飾反応（脂質化反応）を担うE1－E2－E3酵素群が膜上で高次複合体を形成し、
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オートファゴソームの口を大きくする因子を発見 大きな細胞質成分を分解するためのメカニズム
2023/10/11
掲載言語： 日本語
要点-形成途中のオートファゴソームのかたちを制御するメカニズムを発見。-Atg24複合体によって隔離膜の開口部が大きくなり、大きな細胞質成分でも分解されることを解明。-ヒトのオートファゴソーム形成機構の理解が進み、オートファゴソーム関連疾患の創薬の基盤情報
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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
2021/07/13
掲載言語： 日本語
要点-脂質化Atg8は細胞内の不要な物質を分解する仕組み（オートファジー）で中心的な働きをするたんぱく質であり、その脂質膜上での立体構造が初めて明らかになった。-脂質化Atg8は、膜の形を変化させることにより、細胞内の異物を包み込む膜（オートファゴソーム）を効率よく作っていることが分かった。-細胞内
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オートファゴソーム膜を伸ばす仕組みを解明 オートファジー最後の未知たんぱく質の正体が明らかに
2020/10/27
掲載言語： 日本語
要点-オートファジーにおいて、分解対象を包む袋状の膜（オートファゴソーム）が伸びていく仕組みは分かっていなかった。-膜たんぱく質Atg9が脂質二重層の2つの層の間でリン脂質を往来させる活性を持ち、細胞質側に届いた脂質を反対の層に運ぶことで膜を伸ばすことが明らかとなった。-オートファゴソーム形成の分子
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オートファジーによる小胞体分解の分子メカニズムを解明 オートファゴソームに小胞体を詰め込む仕組みを発見
2020/07/27
掲載言語： 日本語
要点-オートファジーによる小胞体の分解（ERファジー）過程で、レセプタータンパク質Atg40が脂質膜を折り曲げることを発見-Atg40の集積（多量体化）によって小胞体領域が局所的に変形-Atg40とオートファゴソーム膜タンパク質Atg8のユニークな結合様式
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Cellular Cleanup! Atg40 Folds the Endoplasmic Reticulum to Facilitate Its Autophagy
2020/07/22
掲載言語： 英語
Scientists at Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) and Institute of Microbial Chemistry investigated ER-phagy, the degradation mechanism of the endoplasmic reticulum (ER), an important org
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The role of the Atg2 protein in tethering pre-autophagosomal membranes to the endoplasmic reticulum
2018/10/25
掲載言語： 英語
Postdoctoral Researcher Tetsuya Kotani, Associate Professor Hitoshi Nakatogawa, Honorary Professor Yoshinori Ohsumi and colleagues at Tokyo Institute of Technology have analyzed the Atg protein1 Atg2, whose function had been completely unknown, and have discovered that Atg2 tethers the pre-autophagosomal membrane to the endoplasmic reticulum during autophagosome formation.
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オートファゴソーム前駆体を小胞体につなぎとめる 「Atg2タンパク質」の役割を解明
2018/10/15
掲載言語： 日本語
オートファジーに必須のAtg2の機能に重要な領域を決定 Atg2が脂質膜に結合することを解明 Atg2がオートファゴソーム前駆体膜を小胞体に繋留するモデルを提唱
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New degradation proteins show route to cell survival
2015/06/15
掲載言語： 英語
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2015/06/05
掲載言語： 日本語
研究分野
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ライフサイエンス / 細胞生物学
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ライフサイエンス / 機能生物化学
論文
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Atg23 prevents aberrant fusion of Atg9 vesicles during delivery to autophagosome formation sites
Takumi Kimura, Takayuki Shima, Tetsuya Kotani, Hitoshi Nakatogawa
The EMBO Journal 2026年7月
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The Atg2-Atg18 complex interacts with the Atg1 complex to localize to the pre-autophagosomal structure in Saccharomyces cerevisiae
Yuri Yasuda, Kanae Hitomi, Nobuo N. Noda, Tetsuya Kotani, Hitoshi Nakatogawa
Molecular Biology of the Cell 2026年3月
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Core principles of autophagy initiation mechanisms
Tetsuya Kotani, Hitoshi Nakatogawa
Nature Structural & Molecular Biology 2026年3月
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Phase separation promotes Atg8 lipidation and vesicle condensation for autophagy progression
Yuko Fujioka, Takuma Tsuji, Tetsuya Kotani, Hiroyuki Kumeta, Chika Kakuta, Junko Shimasaki, Toyoshi Fujimoto, Hitoshi Nakatogawa, Nobuo N. Noda
Nature Structural & Molecular Biology 2025年11月
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Mechanism of bridge-type phospholipid transfer by Atg2 for autophagosome biogenesis
Yuji Sakai, Kazuaki Matoba, Tetsuya Kotani, Li Hao, Kuninori Suzuki, Chika Kakuta, Yuji Sugita, Takuo Osawa, Hitoshi Nakatogawa, Nobuo N. Noda
2025年5月
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Phase separation promotes Atg8 lipidation for autophagy progression
Yuko Fujioka, Takuma Tsuji, Tetsuya Kotani, Hiroyuki Kumeta, Chika Kakuta, Toyoshi Fujimoto, Hitoshi Nakatogawa, Nobuo N. Noda
2024年8月
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Complete set of the Atg8–E1–E2–E3 conjugation machinery forms an interaction web that mediates membrane shaping
Jahangir Md. Alam, Tatsuro Maruyama, Daisuke Noshiro, Chika Kakuta, Tetsuya Kotani, Hitoshi Nakatogawa, Nobuo N. Noda
Nature Structural & Molecular Biology 2024年1月
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A mechanism that ensures non-selective cytoplasm degradation by autophagy 査読 国際誌
Tetsuya Kotani, Yuji Sakai, Hiromi Kirisako, Chika Kakuta, Soichiro Kakuta, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa
Nature Communications 14 ( 1 ) 5815 - 5815 2023年9月
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The Atg1 complex, Atg9, and Vac8 recruit PI3K complex I to the pre-autophagosomal structure
Kanae Hitomi, Tetsuya Kotani, Nobuo N. Noda, Yayoi Kimura, Hitoshi Nakatogawa
Journal of Cell Biology 2023年8月
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ER‐phagy: selective autophagy of the endoplasmic reticulum
Keisuke Mochida, Hitoshi Nakatogawa
The EMBO Reports 2022年8月
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Degradation of nuclear components via different autophagy pathways
Ziyang Li, Hitoshi Nakatogawa
Trends in Cell Biology 2022年7月
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Atg39 links and deforms the outer and inner nuclear membranes in selective autophagy of the nucleus
Keisuke Mochida, Toshifumi Otani, Yuto Katsumata, Hiromi Kirisako, Chika Kakuta, Tetsuya Kotani, Hitoshi Nakatogawa
Journal of Cell Biology 221 ( 2 ) 2022年2月
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Pex3 confines pexophagy receptor activity of Atg36 to peroxisomes by regulating Hrr25-mediated phosphorylation and proteasomal degradation
Sota Meguro, Xizhen Zhuang, Hiromi Kirisako, Hitoshi Nakatogawa
Journal of Biological Chemistry 295 ( 48 ) 16292 - 16298 2020年11月
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Mechanisms governing autophagosome biogenesis
Hitoshi Nakatogawa
Nature Reviews Molecular Cell Biology 21 ( 8 ) 439 - 458 2020年8月
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TORC1 inactivation stimulates autophagy of nucleoporin and nuclear pore complexes
Yui Tomioka, Tetsuya Kotani, Hiromi Kirisako, Yu Oikawa, Yayoi Kimura, Hisashi Hirano, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa
Journal of Cell Biology 219 ( 7 ) 2020年7月
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Super-assembly of ER-phagy receptor Atg40 induces local ER remodeling at contacts with forming autophagosomal membranes
Keisuke Mochida, Akinori Yamasaki, Kazuaki Matoba, Hiromi Kirisako, Nobuo N. Noda, Hitoshi Nakatogawa
Nature Communications 2020年7月
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COPII vesicles contribute to autophagosomal membranes
Takayuki Shima, Hiromi Kirisako, Hitoshi Nakatogawa
Journal of Cell Biology 218 ( 5 ) 1503 - 1510 2019年5月
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Two distinct mechanisms target the autophagy-related E3 complex to the pre-autophagosomal structure
Kumi Harada, Tetsuya Kotani, Hiromi Kirisako, Machiko Sakoh-Nakatogawa, Yu Oikawa, Yayoi Kimura, Hisashi Hirano, Hayashi Yamamoto, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa
eLife 8 2019年2月
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Lipidation-independent vacuolar functions of Atg8 rely on its noncanonical interaction with a vacuole membrane protein
Xiao-Man Liu, Akinori Yamasaki, Xiao-Min Du, Valerie C Coffman, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa, Jian-Qiu Wu, Nobuo N Noda, Li-Lin Du
eLife 7 2018年11月
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The Atg2-Atg18 complex tethers pre-autophagosomal membranes to the endoplasmic reticulum for autophagosome formation
Tetsuya Kotani, Hiromi Kirisako, Michiko Koizumi, Yoshinori Ohsumi, Hitoshi Nakatogawa
Proceedings of the National Academy of Sciences 115 ( 41 ) 10363 - 10368 2018年10月
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Eating the ER and the nucleus for survival under starvation conditions.
Nakatogawa H
2016年3月
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Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (3rd edition).
Klionsky DJ, Abdelmohsen K, Abe A, Abedin MJ, Abeliovich H, Acevedo Arozena A, Adachi H, Adams CM, Adams PD, Adeli K, Adhihetty PJ, Adler SG, Agam G, Agarwal R, Aghi MK, Agnello M, Agostinis P, Aguilar PV, Aguirre-Ghiso J, Airoldi EM
2016年
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Phospholipid methylation controls Atg32-mediated mitophagy and Atg8 recycling.
Sakakibara K, Eiyama A, Suzuki SW, Sakoh-Nakatogawa M, Okumura N, Tani M, Hashimoto A, Nagumo S, Kondo-Okamoto N, Kondo-Kakuta C, Asai E, Kirisako H, Nakatogawa H, Kuge O, Takao T, Ohsumi Y, Okamoto K
2015年11月
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Regulated degradation: controlling the stability of autophagy gene transcripts.
Nakatogawa H
2015年7月
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Receptor-mediated selective autophagy degrades the endoplasmic reticulum and the nucleus.
Mochida K, Oikawa Y, Kimura Y, Kirisako H, Hirano H, Ohsumi Y, Nakatogawa H
2015年6月
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Sakoh-Nakatogawa M, Kirisako H, Nakatogawa H, Ohsumi Y
2015年3月
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Appetite for ER/nucleus destruction.
Mochida K, Nakatogawa H
2015年
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Hrr25: an emerging major player in selective autophagy regulation in Saccharomyces cerevisiae.
Nakatogawa H
2015年
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Reticulophagy and nucleophagy: New findings and unsolved issues.
Nakatogawa H, Mochida K
2015年
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Hrr25 triggers selective autophagy-related pathways by phosphorylating receptor proteins
Tanaka, Chikara, Tan, Li-Jing, Mochida, Keisuke, Kirisako, Hiromi, Koizumi, Michiko, Asai, Eri, Sakoh-Nakatogawa, Machiko, Ohsumi, Yoshinori, Nakatogawa, Hitoshi
Journal of Cell Biology 207 ( 1 ) 2014年
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Membrane Morphology Is Actively Transformed by Covalent Binding of the Protein Atg8 to PE-Lipids
Knorr, Roland L., Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori, Lipowsky, Reinhard, Baumgart, Tobias, Dimova, Rumiana
Plos One 9 ( 12 ) 2014年
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Autophagy: Close Contact Keeps Out the Uninvited
Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori
Current Biology 24 ( 12 ) 2014年
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Hrr25 phosphorylates the autophagic receptor Atg34 to promote vacuolar transport of alpha-mannosidase under nitrogen starvation conditions
Mochida, Keisuke, Ohsumi, Yoshinori, Nakatogawa, Hitoshi
Febs Letters 588 ( 21 ) 2014年
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Two ubiquitin-like conjugation systems that mediate membrane formation during autophagy
Nakatogawa, Hitoshi, Lane, JD
Autophagy: Molecules and Mechanisms 55 2013年
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Atg12-Atg5 conjugate enhances E2 activity of Atg3 by rearranging its catalytic site
Sakoh-Nakatogawa, Machiko, Matoba, Kazuaki, Asai, Eri, Kirisako, Hiromi, Ishii, Junko, Noda, Nobuo N., Inagaki, Fuyuhiko, Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori
Nature Structural & Molecular Biology 20 ( 4 ) 2013年
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Recruitment of the autophagic machinery to endosomes during infection is mediated by ubiquitin
Fujita, Naonobu, Morita, Eiji, Itoh, Takashi, Tanaka, Atsushi, Nakaoka, Megumi, Osada, Yuki, Umemoto, Tetsuo, Saitoh, Tatsuya, Nakatogawa, Hitoshi, Kobayashi, Shouhei a, Haraguchi, Tokuko, Guan, Jun-Lin, Iwai, Kazuhiro, Tokunaga, Fuminori, Saito, Kazunobu, Ishibashi, Koutaro, Akira, Shizuo, Fukuda, Mitsunori, Noda, Takeshi, Yoshimori, Tamotsu
Journal of Cell Biology 203 ( 1 ) 2013年
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Guidelines for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy.
Klionsky DJ, Abdalla FC, Abeliovich H, Abraham RT, Acevedo-Arozena A, Adeli K, Agholme L, Agnello M, Agostinis P, Aguirre-Ghiso JA, Ahn HJ, Ait-Mohamed O, Ait-Si-Ali S, Akematsu T, Akira S, Al-Younes HM, Al-Zeer MA, Albert ML, Albin RL, Alegre-Abarrategui J
2012年4月
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SDS-PAGE techniques to study ubiquitin-like conjugation systems in yeast autophagy.
Nakatogawa H, Ohsumi Y
2012年
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The Autophagy-related Protein Kinase Atg1 Interacts with the Ubiquitin-like Protein Atg8 via the Atg8 Family Interacting Motif to Facilitate Autophagosome Formation
Nakatogawa, Hitoshi, Ohbayashi, Shiran, Sakoh-Nakatogawa, Machiko, Kakuta, Soichiro, Suzuki, Sho W., Kirisako, Hiromi, Kondo-Kakuta, Chika, Noda, Nobuo N., Yamamoto, Hayashi, Ohsumi, Yoshinori
Journal of Biological Chemistry 287 ( 34 ) 2012年
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Atg4 recycles inappropriately lipidated Atg8 to promote autophagosome biogenesis
Nakatogawa, Hitoshi, Ishii, Junko, Asai, Eri, Ohsumi, Yoshinori
Autophagy 8 ( 2 ) 2012年
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Autophagy-related Protein 32 Acts as Autophagic Degron and Directly Initiates Mitophagy
Kondo-Okamoto, Noriko, Noda, Nobuo N., Suzuki, Sho W., Nakatogawa, Hitoshi, Takahashi, Ikuko, Matsunami, Miou, Hashimoto, Ayako, Inagaki, Fuyuhiko, Ohsumi, Yoshinori, Okamoto, Koji
Journal of Biological Chemistry 287 ( 13 ) 2012年
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Noncanonical recognition and UBL loading of distinct E2s by autophagy-essential Atg7
Yamaguchi, Masaya, Matoba, Kazuaki, Sawada, Ryoko, Fujioka, Yuko, Nakatogawa, Hitoshi, Yamamoto, Hayashi, Kobashigawa, Yoshihiro, Hoshida, Hisashi, Akada, Rinji, Ohsumi, Yoshinori, Noda, Nobuo N., Inagaki, Fuyuhiko
Nature Structural & Molecular Biology 19 ( 12 ) 2012年
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Structural Basis of Atg8 Activation by a Homodimeric E1, Atg7
Noda, Nobuo N., Satoo, Kenji, Fujioka, Yuko, Kumeta, Hiroyuki, Ogura, Kenji, Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori, Inagaki, Fuyuhiko
Molecular Cell 44 ( 3 ) 2011年
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The NMR structure of the autophagy-related protein Atg8
Kumeta, Hiroyuki, Watanabe, Masahiro, Nakatogawa, Hitoshi, Yamaguchi, Masaya, Ogura, Kenji, Adachi, Wakana, Fujioka, Yuko, Noda, Nobuo N., Ohsumi, Yoshinori, Inagaki, Fuyuhiko
Journal of Biomolecular Nmr 47 ( 3 ) 2010年
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Dimeric Coiled-coil Structure of Saccharomyces cerevisiae Atg16 and Its Functional Significance in Autophagy
Fujioka, Yuko, Noda, Nobuo N., Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori, Inagaki, Fuyuhiko
Journal of Biological Chemistry 285 ( 2 ) 2010年
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Autophagy-related Protein 8 (Atg8) Family Interacting Motif in Atg3 Mediates the Atg3-Atg8 Interaction and Is Crucial for the Cytoplasm-to-Vacuole Targeting Pathway
Yamaguchi, Masaya, Noda, Nobuo N., Nakatogawa, Hitoshi, Kumeta, Hiroyuki, Ohsumi, Yoshinori, Inagaki, Fuyuhiko
Journal of Biological Chemistry 285 ( 38 ) 2010年
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Dynamics and diversity in autophagy mechanisms: lessons from yeast
Nakatogawa, Hitoshi, Suzuki, Kuninori, Kamada, Yoshiaki, Ohsumi, Yoshinori
Nature Reviews Molecular Cell Biology 10 ( 7 ) 2009年
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Analyses of ATG8-PE-containing structures involved in autophagosome formation
Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori
Autophagy 5 ( 6 ) 895 - 895 2009年
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Lipidation of Atg8: how is substrate specificity determined without a canonical E3 enzyme?
Nakatogawa H, Oh-oka K, Ohsumi Y
2008年10月
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Starved cells eat ribosomes
Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori
Nature Cell Biology 10 ( 5 ) 2008年
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Structural basis of target recognition by Atg8/LC3 during selective autophagy
Noda, Nobuo N., Kumeta, Hiroyuki, Nakatogawa, Hitoshi, Satoo, Kenji, Adachi, Wakana, Ishii, Junko, Fujioka, Yuko, Ohsumi, Yoshinori, Inagaki, Fuyuhiko
Genes To Cells 13 ( 12 ) 2008年
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Physiological pH and acidic phospholipids contribute to substrate specificity in lipidation of Atg8
Oh-oka, Kyoko, Nakatogawa, Hitoshi, Ohsumi, Yoshinori
Journal of Biological Chemistry 283 ( 32 ) 2008年
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Atg8, a ubiquitin-like protein required for autophagosome formation, mediates membrane tethering and hemifusion
Nakatogawa, Hitoshi, Ichimura, Yoshinobu, Ohsumi, Yoshinori
Cell 130 ( 1 ) 2007年
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Genetically encoded but nonpolypeptide Prolyl-tRNA functions in the A site for SecM-mediated ribosomal stall
Muto, H., Nakatogawa, H., Ito, K.
Molecular Cell 22 ( 4 ) 2006年
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Regulation and route-selection in SecA-SecYEG protein translocase
Ito, Koreaki, Mori, Hiromki, Nakatogawa, Hitoshi, Akiyama, Yoshinori, Sbimohata, Nobuyuki
Cell Structure and Function 30 9 - 9 2005年
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SecM facilitates translocase function of SecA by localizing its biosynthesis
Nakatogawa, H., Murakanti, A., Mori, H., Ito, K.
Genes & Development 19 ( 4 ) 2005年
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Intraribosomal regulation of expression and fate of proteins
Nakatogawa, H., Ito, K.
Chembiochem 5 ( 1 ) 2004年
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Translation arrest of SecM is essential for the basal and regulated expression of SecA
Murakami, A., Nakatogawa, H., Ito, K.
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101 ( 33 ) 2004年
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Control of CesA and SecM translation by protein secretion
Nakatogawa, H., Murakami, A., Ito, K.
Current Opinion in Microbiology 7 ( 2 ) 2004年
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The ribosomal exit tunnel functions as a discriminating gate
Nakatogawa, H., Ito, K.
Cell 108 ( 5 ) 2002年
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Secretion monitor, SecM, undergoes self-translation arrest in the cytosol
Nakatogawa, H., Ito, K.
Molecular Cell 7 ( 1 ) 2001年
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Nakatogawa H, Mori H, Matsumoto G, Ito K
2000年6月
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Genetic dissection of SecA: suppressor mutations against the secY205 translocase defect
Matsumoto, G., Nakatogawa, H., Mori, H., Ito, K.
Genes To Cells 5 ( 12 ) 2000年
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Two independent mechanisms down-regulate the intrinsic SecA ATPase activity
Nakatogawa, H., Mori, H., Ito, K.
Journal of Biological Chemistry 275 ( 43 ) 2000年
共同研究・競争的資金等の研究課題
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膜界面が統御するオートファジーの膜動態の解明
研究課題/領域番号：25H01322 2025年4月 - 2030年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 学術変革領域研究(A)
中戸川 仁, 本田 郁子, May Alexander
配分額：159510000円 （ 直接経費：122700000円 、 間接経費：36810000円 ）
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オートファジーによる核の分解の分子機構と生理的意義の解明
研究課題/領域番号：24H00553 2024年4月 - 2028年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
中戸川 仁
配分額：47970000円 （ 直接経費：36900000円 、 間接経費：11070000円 ）
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オートファジーに関する学際的研究：動作原理から病態生理まで
研究課題/領域番号：23K20044 2023年11月 - 2030年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 国際共同研究加速基金(国際先導研究)
小松 雅明, 笹澤 有紀子, 野田 展生, 中戸川 仁, 綿田 裕孝, 安藤 美樹, 服部 信孝, 洲崎 悦生, 日置 寛之
配分額：688870000円 （ 直接経費：529900000円 、 間接経費：158970000円 ）
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マクロオートファジーにおける膜動態と基質選択のメカニズム
研究課題/領域番号：19H05708 2019年6月 - 2024年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
中戸川 仁, 大隅 良典
配分額：184730000円 （ 直接経費：142100000円 、 間接経費：42630000円 ）
マクロオートファジーは、様々な細胞成分を“オートファゴソーム”と呼ばれる二重膜胞内に隔離し、リソソーム／液胞に輸送し、分解する。本計画研究は、マクロオートファジーにおけるオートファゴソーム形成機構、新たな分解基質選択機構、マクロオートファジーとミクロオートファジーの連携の解明を目的としている。当該年度は研究実績は以下の通りである。・Atg9小胞の形成機構及び隔離膜前駆体への変換機構の解明：昨年度単離したAtg23の変異体の解析を進めた。PI3K複合体IとAtg9小胞およびAtg1複合体の相互作用の解析結果から、PI3K複合体Iの隔離膜前駆体への局在化機構を提唱した（論文執筆中）。・隔離膜の伸張機構の解明：Atg2のリン酸化がAtg2-Atg18複合体の小胞体への結合を制御することを示す結果を得た。セミインタクト細胞を用いた隔離膜伸張の再構成系については隔離膜と考えられる構造体が観察された。・新たな基質選択機構の解明：Atg24複合体が伸張中の隔離膜の形態制御や開口径の拡大に重要であることを発見し、一昨年度、論文を執筆し投稿した。昨年度は査読者からのコメントに対応すべく追加実験をおこなった（改訂継続中）。・マクロオートファジーとミクロオートファジーの連携：これまでの研究により、ミクロヌクレオファジーの異常昂進を抑制することがマクロヌクレオファジーの重要な（細胞の生死を決める）役割の一つであることを明らかにすることができた。当該年度は、この結論を補強するためのデータを収集した（論文準備中）。・オートファジーによるタンパク質分解の総合的理解：昨年度までに同定したオートファゴソームに効率的に取り込まれるタンパク質や排除される傾向にあるタンパク質の解析を進め、そのメカニズムおよび生理的意義が明らかとなってきた。
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オートファジーによるオルガネラ分解の分子基盤と生理的意義の解明
研究課題/領域番号：17H01430 2017年4月 - 2022年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 基盤研究(A)
中戸川 仁
配分額：42120000円 （ 直接経費：32400000円 、 間接経費：9720000円 ）
オートファジーは細胞内の主要な分解系の1つである。本研究は、オートファジーを介したオルガネラ（細胞小器官）の分解のメカニズムと生理的意義の解明を総合的に進めることを目的とした。核および小胞体がそれぞれの分解においてどのように変形し、オートファゴソームに取り込まれていくのか、そのメカニズムを解明することに成功した。また、ペルオキシソームの分解を制御する仕組みについても重要な知見を得た。以上の成果を３報の論文として国際誌に発表した。さらに、核の分解の制御機構やオートファジーによって核の一部を分解することの生理的意義についても大きな進展が得られた。これら成果についても近く発表できると考えている。
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オートファジー研究の国際活動支援
研究課題/領域番号：15K21749 2015年11月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
水島 昇, 吉森 保, 小松 雅明, 中戸川 仁, 野田 展生, 斉木 臣二
配分額：49140000円 （ 直接経費：37800000円 、 間接経費：11340000円 ）
本新学術領域研究は、オートファジーの研究を推進するために、無細胞系構成生物学、構造生物学、細胞生物学、マウス等モデル生物学、ヒト遺伝学、疾患研究を有機的に連携させた集学的研究体制を構築することを目的として設置された。本国際活動支援班では、相互派遣企画委員会と国際共同推進委員会を設置し、領域の研究に関する、国際共同研究や国際連携を推進することを目的に、日本人研究者の海外派遣や海外研究者の招聘や雇用を中心に活動を行った。
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酵母・無細胞系を用いたオートファジー関連因子の分子機能の解明
研究課題/領域番号：25111003 2013年6月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
中戸川 仁
配分額：125320000円 （ 直接経費：96400000円 、 間接経費：28920000円 ）
オートファジーは細胞内の主要な分解機構であり、様々な生理的役割を担い、種々の疾患との関連も明らかになりつつある。しかしながら、その分子メカニズムには不明な点が多く残されており、関連疾患の治療法開発のためにも、その解明が急務となっている。本研究では、分子機構の研究に優れるモデル生物である出芽酵母および、関連分子の機能の解明に有効な無細胞系（精製タンパク質や人工膜を用いる解析手法）を用いて、オートファジーにおける中心的イベントであるオートファゴソームの形成機構および、特定の細胞成分を分解する選択的オートファジーの分解標的と制御機構に関して、多くの重要な知見を得た。
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オートファジーの集学的研究：分子基盤から疾患まで
研究課題/領域番号：25111001 2013年6月 - 2018年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 新学術領域研究(研究領域提案型)
水島 昇, 斉木 臣二, 野田 展生, 吉森 保, 小松 雅明, 中戸川 仁, 岩井 一宏, 内山 安男, 大隅 良典, 大野 博司, 木南 英紀, 田中 啓二, 佐藤 栄人, 菅原 秀明
配分額：115050000円 （ 直接経費：88500000円 、 間接経費：26550000円 ）
本新学術領域研究は、オートファジーの研究を推進するために、無細胞系構成生物学、構造生物学、細胞生物学、マウス等モデル生物学、ヒト遺伝学、疾患研究を有機的に連携させた集学的研究体制を構築することを目的として設置された。本総括班では、領域における計画研究および公募研究の推進（企画調整）と支援を行うとともに、班会議・シンポジウムの開催、領域活動の成果の発信、「Autophagy Forum」の開設と運営、プロトコール集公開などを行った。
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選択的オートファジーにおける分解標的認識制御機構の解明
研究課題/領域番号：25711005 2013年4月 - 2017年3月
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(A)
中戸川 仁
配分額：26130000円 （ 直接経費：20100000円 、 間接経費：6030000円 ）
細胞内の特定の成分を標的とする選択的オートファジーは、種々の疾患との直接的関連からも近年特に注目を集めている。本研究では、モデル生物である出芽酵母を用いて、選択的オートファジーがどのように調節されているのかを解析し、複数の選択的オートファジー関連経路が同一のメカニズムにより制御されていることを明らかにした。また、核および小胞体を標的とした新しい選択的オートファジー経路を発見し、その分子基盤を明らかにした。本研究により得られた成果は、選択的オートファジーの制御を介した疾患治療法の開発のための基盤情報となると期待される。
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オートファゴソーム形成を支える膜動態の解析
研究課題/領域番号：20687009 2008年 - 2011年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(A)
中戸川 仁
配分額：25220000円 （ 直接経費：19400000円 、 間接経費：5820000円 ）
オートファジーは、栄養飢餓をはじめとする様々な生命現象に深く関わる細胞内分解・リサイクリングシステムである。オートファジーには、被分解物を隔離し、分解の場であるリソソームあるいは液胞に輸送するためのオートファゴソームと呼ばれる二重膜胞の新規構築が必須であるが、そのメカニズムは未だ謎に包まれている。本研究では、オートファゴソーム形成に必須のAtg因子の中から、膜動態に直接関わると考えられる機能未知の因子に着目し、オートファゴソーム形成のメカニズムの解明に突破口を開くことを目的としている。昨年度までの研究により、機能未知のタンパク質複合体構成因子Atg2およびAtg18を欠いた細胞内に、オートファゴソーム膜の中間体と考えられる膜構造が蓄積することを見出した。本年度は、この膜構造の形成機構を解析し、同膜構造がpre-autophagosoma 1 structureと呼ばれる液胞近傍の構造体で他のAtgタンパク質の協調的な働きにより形成されることを明らかにした。また、Atg2の発現を可逆的にコントロールできる細胞株を構築し、同膜構造の蓄積がAtg2の再発現により解消されることを示し、同膜構造が真にオートファゴソーム膜の中間体であることを裏付ける結果を得た。さらに、同膜構造を細胞破砕液より大量に単離する手法を確立し、その質量分析によるタンパク質・脂質組成の決定や電子顕微鏡による形態観察に取り組むことを可能とした。
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オートファジー分子機構とその多様性の解明
研究課題/領域番号：19002015 2007年 - 2010年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 特別推進研究
大隅 良典, 中戸川 仁, 鈴木 邦律, 鎌田 芳彰, 中戸川 仁
配分額：561470000円 （ 直接経費：431900000円 、 間接経費：129570000円 ）
オートファゴソーム形成の基部をなすPASでは、飢餓条件下にAtg17, Atg29, Atg31からなる安定な3者複合体にAtg1, Atg13が結合した5者複合体が形成され、次いで他のAtgの機構単位が階層的に集合する。In vitro再構成系を用いて、ユビキチン様結合反応系の産物である、Atg8-PE, Atg12-Atg5の理解が進んだ。選択的オートファジーによるミトコンドリア分解に関わるミトコンドリアが膜因子Atg32を同定し,その機能を明らかにした。Atgタンパク質群の立体構造を多数明らかにした。
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オートファジーにおける脂質膜組織化機構の解明
研究課題/領域番号：07051475 2006年 - 2009年
科学技術振興機構 戦略的な研究開発の推進/戦略的創造研究推進事業/さきがけ
中戸川 仁
オートファジーとは、細胞が自身の中身をオートファゴソームと呼ばれる脂質膜の袋で包み込んで分解する現象です。オートファジーが起こるおかげで、細胞は栄養が枯渇しても分解産物であるアミノ酸を糧に生き抜くことができますし、細胞内を常に綺麗に保つことができます。本研究では、どのようにしてオートファゴソームが形作られるのか、そのメカニズムを解明し、創薬や代謝制御技術の開発に貢献しうる成果を得ることを目的とします。
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選択的オートファジーにおけるユビキチン様蛋白質Atg8の役割
研究課題/領域番号：18770160 2006年 - 2007年
日本学術振興会 科学研究費助成事業 若手研究(B)
中戸川 仁
配分額：3600000円 （ 直接経費：3600000円 ）
オートファジーは、細胞が限られた栄養条件下を生き抜くために必須の応答機構である。オートファジーが誘導されると、オートファゴソームと呼ばれる二重膜構造が細胞質成分を包み込み、それらをリソソーム/液胞といった分解コンパートメントに輸送し分解する。オートファゴソームによる包み込みは基本的に非選択的であるが、近年、特定の蛋白質やオルガネラを選択的に取り込むタイプのオートファジーが複数例報告され、注目を集めている。しかし、その分子機構についてはほとんど明らかとなっていない。本研究では、出芽酵母をモデル生物として、オートファゴソーム形成に必要なAtg8というユビキチン様蛋白質に着目し、オートファゴソームへの"積荷"の選択的取り込み機構を明らかにすることを目的とした。構造生物学的解析および系統的変異解析から、オートファゴソームに選択的に取り込まれる積荷である酵母のアミノペプチダーゼI(API)の受容体蛋白質であるAtg19とAtg8との相互作用を原子レベルで明らかにし、さらにその相互作用様式がヒトを含む高等真核生物にまで保存されていることを示す結果を得ることができた。