オートファジーアダプターをハブとした損傷ミトコンドリア分解機構

以自噬适配器为枢纽的受损线粒体降解机制

• 批准号: 22H02577
• 负责人: 山野 晃史
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Tokyo Medical and Dental University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02577/
• 关键词: オートファジー; ユビキチン; RAB GTPase; ミトコンドリア; オートファジーアダプター

ミトコンドリアはATPを産生するオルガネラであるが、日々様々なストレスに曝されている。そのようなストレスによって損傷を受けたミトコンドリアは適切に分解・除去されなければならない。ミトコンドリア選択的オートファジー（マイトファジー）はその品質管理の中心的役割を担う。ミトコンドリア損傷の目印は外膜タンパク質のユビキチン修飾であるが、そのユビキチン修飾とオートファジーを物理的に結びつけるタンパク質がオートファジーアダプターである。哺乳類に5種類同定されているアダプターの中で、NDP52とOPTNはミトコンドリア分解に必須である。また、OPTNをリン酸化することで、マイトファジーを制御するキナーゼとしてTBK1が知られている。しかし、マイトファジーの誘導に伴って、どのようにTBK1が活性化するかは不明な点が多く残されていた。TBK1の活性化機構を深く理解するため、まずオートファジーアダプターを遺伝的に欠損した細胞を用いることで、マイトファジーにおいてはOPTNがTBK1を活性する最も重要なアダプターであることがわかった。さらにオートファジー因子と相互作用できないOPTN変異を用いたところ、TBK1の活性化が強く抑制されることを見出した。その他の結果も含めると、OPTNはユビキチンで修飾された損傷ミトコンドリアとオートファジーの膜（隔離膜）のコンタクトサイトに集積することで、TBK1の局所的な濃度を高くし、TBK1のヘテロ自己リン酸化を誘導すると考えられた。また、筋萎縮性側索硬化症（ALS）のTBK1変異によるマイトファジーの効果を詳しく調べる実験系を構築した。さらにOPTNとRAB GTPaseの相互作用を調べる過程で、機能未知タンパク質がRABタンパク質のシャペロンであることも見出した。

线粒体是产生ATP的细胞器，但每天暴露于各种应力。必须适当降解并去除被这种压力损坏的线粒体。线粒体选择性自噬（Mitephagy）在其质量控制中起着核心作用。线粒体损伤的里程碑是外膜蛋白的泛素修饰，但是物理上将泛素修饰与自噬相关的蛋白质是自噬适配器。在五个哺乳动物识别的适配器中，NDP52和OPTN对于线粒体降解至关重要。此外，TBK1被称为一种激酶，可通过OPTN的磷酸化来调节线粒体。然而，关于如何通过诱导线粒体激活TBK1仍然存在许多未知数。为了更深入地了解TBK1激活的机理，我们首先使用了遗传上缺陷自噬适配器的细胞，并发现OPTN是激活线粒体中TBK1的最重要的适配器。此外，当使用无法与自噬因素相互作用的OPTN突变时，我们发现TBK1的激活得到了强烈抑制。还包括其他结果，人们认为OPTN会在泛素修饰的线粒体和自噬膜（隔离膜）的接触部位积聚，增加了TBK1的局部浓度并诱导TBK1的异急症磷酸化。我们还构建了一个实验系统，该系统仔细研究了由TBK1突变在肌萎缩性侧向硬化症（ALS）中引起的线粒体的影响。此外，在研究OPTN和RAB GTPase之间相互作用的过程中，我们还发现功能蛋白是RAB蛋白的伴侣蛋白。

项目成果

ミトコンドリアを軸にしたオートファジー制御因子の機能解析

以线粒体为中心的自噬调节因子的功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Hoshino Hiroki;Narikawa Rei;小島 和華
• 通讯作者: 小島 和華

Elucidation of ubiquitin-conjugating enzymes that interact with RBR-type ubiquitin ligases using a liquid-liquid phase separation-based method.

• DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102822
• 发表时间: 2023-02
• 期刊: JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTRY
• 影响因子: 4.8
• 作者: Hayashida, Ryota;Kikuchi, Reika;Imai, Kenichiro;Kojima, Waka;Yamada, Tatsuya;Iijima, Miho;Sesaki, Hiromi;Tanaka, Keiji;Matsuda, Noriyuki;Yamano, Koji
• 通讯作者: Yamano, Koji

オートファジーアダプターと損傷ミトコンドリア分解

自噬接头和受损的线粒体降解

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉村 優;杉町 純音;林 文夫;廣澤 幸一朗;笠井 倫志;鈴木 健一;森垣 憲一;山野 晃史
• 通讯作者: 山野 晃史

Integrated proteomics identifies p62-dependent selective autophagy of the supramolecular vault complex

• DOI: 10.1016/j.devcel.2023.04.015
• 发表时间: 2023-07-10
• 期刊: DEVELOPMENTAL CELL
• 影响因子: 11.8
• 作者: Kurusu, Reo;Fujimoto, Yuki;Komatsu, Masaaki
• 通讯作者: Komatsu, Masaaki