ミトコンドリアDNA母性遺伝分子メカニズムの包括的解析

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ほとんどの真核生物でミトコンドリアDNA (mtDNA) は片親遺伝、主に母性遺伝する。近年、受精後の父性ミトコンドリア（父性mt）と内部のmtDNAのオートファジーによる分解が線虫C. elegansで初めて示された。本研究では、父性mtだけが選択的にオートファジーに導かれる分子メカニズムを、イメージング・プロテオミクス・遺伝学的手法を駆使して解明を目指す。これまでの解析から、父性mtの分解にはALLO-1とIKKE-1が必須の因子であることが分かっていた。しかし、ALLO-1が父性mtに局在化するメカニズムやIKKE-1の役割は分かっていなかった。本年度は、これらに関する新しい知見を得たため、分子生物学会ワークショップ等で報告した。これまで、ALLO-1は選択的に父性mtに局在化し、分解へ導くと考えられていた。しかし本年度の解析から、ALLO-1が筋肉のミトコンドリアや卵のミトコンドリアへも、わずかに局在化することがわかった。ただし、これらの局在は、父性mtに比べるとごく少量であった。すなわち、父性mtへALLO-1が「局在化」の後に「集積」することが、父性mt分解に重要である可能性が示唆された。ALLO-1の「集積」を制御する因子として、IKKE-1があげられる。IKKE-1を欠損すると、ALLO-1の集積が弱まることが分かっている (Sasaki et al., in preparation)。本年度は、ikke-1の欠損による表現型を詳しく解析し、ALLO-1だけでなくコアオートファジー因子であるEPG-7、UNC-51の集積も弱まっていることを明らかにした。また、EPG-7を欠いただけでもALLO-1の集積が弱まることから、IKKE-1がEPG-7等のオートファジー因子を介してALLO-1の集積を促進している可能性が示唆された。