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

基本信息

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

项目摘要

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，但它们每天都会面临各种压力。因这种压力而受损的线粒体必须被适当降解和去除。线粒体选择性自噬（mitophagy）在质量控制中发挥着核心作用。线粒体损伤的一个标志是外膜蛋白的泛素修饰，而自噬接头是将泛素修饰与自噬物理连接的蛋白质。在哺乳动物中发现的五个接头中，NDP52 和 OPTN 对于线粒体降解至关重要。此外，TBK1 被认为是一种通过磷酸化 OPTN 来控制线粒体自噬的激酶。然而，关于 TBK1 在诱导线粒体自噬时如何被激活，许多问题仍不清楚。为了深入了解TBK1的激活机制，我们首先使用自噬接头基因缺陷的细胞，发现OPTN是线粒体自噬过程中激活TBK1的最重要的接头。此外，当使用不能与自噬因子相互作用的 OPTN 突变时，他们发现 TBK1 激活被强烈抑制。包括其他结果在内，OPTN在泛素修饰的受损线粒体和自噬膜（隔离膜）之间的接触位点积聚，增加了TBK1的局部浓度，并引起TBK1的异源自磷酸化。我们还构建了一个实验系统来详细研究 TBK1 突变引起的线粒体自噬对肌萎缩侧索硬化症 (ALS) 的影响。此外，在研究OPTN和RAB GTPase之间相互作用的过程中，他们发现一种功能未知的蛋白质是RAB蛋白的伴侣。

项目成果

期刊论文数量（4）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
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