Mitochondrial shape determination mechanism with phosphorylation and dephosphorylation process

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ミトコンドリアは細胞の種類によって様々な独特の形を持っているが、その形がどの様に維持され、どの様にコントロールされているのかは明らかではない。我々はミトコンドリアがCCCP等の脱共役処理により、ミトコンドリアらしい長細い形から、スフェロイド状へと急速に移行することを示してきた（Miyazono,2018)。この変形機序にリン酸化脱リン酸化が関わると予想し、その機構を明らかにすることが本研究の目的である。本課題では、これまでにリン酸化・脱リン酸化阻害剤が形態変化に影響が及ぼすことを確認してきたが、研究の進行とともに、Mitophagyにも関わるPINK1-Parkin 系の関与は確認した方がよいと判断した。そこでPINK1のRNAiにより、その形態変化への影響を評価し、この系がミトコンドリア形態に及ぼす影響を評価を試みている。近年、パーキンソン病患者由来(PRKN遺伝子に異常が確認された）細胞において、CCCP処理によるスフェロイド形成が抑制されていることが報告されている(Yokota, Molecular Brain 58 (14)2021 ）。PRKNがコードするPerkinは、脱共役にともなうPINK1のリン酸化とミトコンドリアへの集積によって初めてミトコンドリアにリクルートされることが知られており、マイトファジーを誘導する起点となるが、この系がマイトファジーだけでなく、ミトコンドリア形態にも影響することを示唆するものであり、本課題で取り組んでいる結果とも密接に関わることが予想される。ミトコンドリアの形は細胞種間で厳密にコントロールされているが、そもそもなぜ長細い、いわゆるソーセージのような形をしているのか、どうして細胞間で異なる形をしているのか、その本質は明らかになっていない。今回の結果はこれらの疑問に対して一つの答えにつながるものと期待している。