レセプター依存的マイトファジーの誘導制御と生理機能の解明

阐明受体依赖性线粒体自噬的诱导控制和生理功能

• 批准号: 22H02615
• 负责人: 神吉 智丈
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Niigata 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 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02615/
• 关键词: マイトファジー; ミトコンドリア; オートファジー

ミトコンドリアは、細胞活動に必要なATPの大半を産生する重要なオルガネラであり、その機能や量は適切に維持される必要がある。オートファジーによるミトコンドリア分解（以下マイトファジー）は、異常もしくは不要となったミトコンドリアを選択的に分解することでミトコンドリアの機能維持に貢献していると考えられている。マイトファジーは真核生物間で広く保存された現象にも関わらず、その分子機構や生理的意義は十分に解明されていない。マイトファジーの分子機構には、レセプターに依存するものとユビキチン化に依存するものがあるが、本研究では特にレセプター依存的経路によるマイトファジーに注目し、その分子機構と生理機能の解明を目指す。これまでの研究で、マイトファジー時に必要な新規因子としてAtg44を同定していた。当該年度は、その機能解析を中心に研究を進めた。Atg44はミトコンドリア膜間スペースに局在するタンパク質であり、マイトファジーに必須であるが、ペキソファジーやER-ファジー、マクロオートファジーとの関係は認められなかった。atg44破壊株は、ミトコンドリア分裂因子dnm1破壊株と同様にミトコンドリアが膨潤する形態に異常を認めたため、Atg44もミトコンドリア分裂因子であると考えられた。さらに、atg44破壊株をマイトファジー誘導条件で培養すると、ミトコンドリアから液胞表面に向かって突起が出現することを見出した。このミトコンドリア突起の形成は、Atg32、Atg11、Atg1、Atg8などのマイトファジーやオートファジー関連遺伝子依存的であること、突起上にAtg32、Atg11、Atg8が集積することから、この突起形成はマイトファジー依存的であると考えられた。こうしたことから、Atg44はマイトファジー時に機能するミトコンドリア分裂因子であると結論付けた。

线粒体是产生细胞活动所需的大部分 ATP 的重要细胞器，其功能和数量必须保持适当。据认为，自噬引起的线粒体降解（以下称为线粒体自噬）通过选择性分解异常或不必要的线粒体，有助于维持线粒体功能。尽管线粒体自噬是真核生物中广泛保守的现象，但其分子机制和生理意义尚未完全阐明。线粒体自噬的分子机制包括依赖于受体的线粒体自噬和依赖于泛素化的线粒体自噬。本研究将重点关注依赖于受体依赖性途径的线粒体自噬，旨在阐明其分子机制和生理功能。先前的研究已确定 Atg44 是线粒体自噬过程中所需的新因子。今年的研究重点是泛函分析。 Atg44 是一种定位于线粒体膜间隙的蛋白质，对于线粒体自噬至关重要，但未观察到与 pexophagy、ER-自噬或巨自噬之间的关系。在atg44破坏的菌株中，与线粒体裂变因子dnm1破坏的菌株类似，观察到异常的线粒体肿胀形态，表明Atg44也是线粒体裂变因子。此外，我们发现当 atg44 破坏的菌株在线粒体自噬诱导条件下培养时，线粒体出现向液泡表面的突起。线粒体突起的形成依赖于线粒体自噬和自噬相关基因，例如 Atg32、Atg11、Atg1 和 Atg8，Atg32、Atg11 和 Atg8 在突起上的积累表明这种突起的形成是线粒体自噬依赖性的。被认为是一个目标。基于这些发现，我们得出结论，Atg44 是一种在线粒体自噬过程中发挥作用的线粒体裂变因子。

项目成果

新潟大学大学院医歯学総合研究科機能制御学分野

新泻大学医学齿科研究生院功能控制系

マイトファジーとミトコンドリア形態の関連

线粒体自噬与线粒体形态的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 相生 章仁;加藤 黎;井川 敬介;大澤 志津江;神吉智丈
• 通讯作者: 神吉智丈

ミトコンドリア形態変化とマイトファジー

线粒体形态变化和线粒体自噬

• 发表时间: 2022
• 作者: 相生 章仁;加藤 黎;井川 敬介;大澤 志津江;神吉智丈;神吉智丈
• 通讯作者: 神吉智丈

Atg44 drives mitochondrial fission required for mitophagy

Atg44 驱动线粒体自噬所需的线粒体裂变

• 发表时间: 2022
• 作者: Aoyagi K;Yamashita SI;Akimoto Y;Nishiwaki C;Nakamichi Y;Udagawa H;Abe M;Sakimura K;Kanki T;Ohara-Imaizumi M;Tomotake Kanki
• 通讯作者: Tomotake Kanki