ミトコンドリアのストレス環境適応と品質管理の制御

线粒体应激环境适应控制与质量控制

• 批准号: 22K15107
• 负责人: 川波 しおり
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto Sangyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K15107/
• 关键词: ミトコンドリア; ミトコンドリア品質管理; PINK1; ストレス応答; ミトコンリア品質管理; 低酸素環境

ミトコンドリアは生命活動のためのエネルギーを産生するが、同時に活性酸素種を発生するため常に障害に晒されている。そのため、障害が蓄積したミトコンドリアを積極的に細胞から排除する品質管理機構が備わっている。このミトコンドリア品質管理において、ミトコンドリア外膜上でユビキチンリン酸化酵素PINK1とユビキチンリガーゼParkinが共同的に働くことで、障害が蓄積したミトコンドリアにユビキチン鎖が付加され、最終的にはオートファジー分解によって排除される。これまでの研究から、ミトコンドリア品質管理の詳細な分子機構が明らかになってきたが、一方で、PINK1とParkinの機能がミトコンドリア内部からどのように制御を受けているのかは不明な点が多く残っており、細胞内環境の変化に伴う様々なストレスとの関係も明らかではない。本研究では、ミトコンドリアにおけるストレス環境適応と品質管理の関係を明らかにすることを目指し、これまで考慮されていなかった「ミトコンドリア内部環境の変化を介して品質管理を制御する」という観点から、ストレス環境に応じた品質管理の新たな分子メカニズムの解明に取り組む。令和4年度は特に、 ROS障害による膜電位が低下したミトコンドリアにおける品質管理の制御機構の解明に取り組んだ。ミトコンドリア膜透過装置構成サブユニットであるTIM23は膜電位依存的に機能すると考えられてきたが、免疫沈降及び質量分析による解析を行ったところ、膜電位が低下したミトコンドリアにおいて形成されるPINK1複合体にTIM23が含まれることを見出した。TIM23のさらなる解析を行った結果、PINK1の活性化にTIM23が重要であり、TIM23はミトコンドリア内膜に局在するプロテアーゼOMA1による分解からPINK1を保護する機能を持つことが明らかになった。

ミ ト コ ン ド リ ア は life activities の た め の エ ネ ル ギ ー を produce す る が, acid simultaneously に element を 発 raw す る た め often に handicap of に sun さ れ て い る. そ の た め, handicap of が accumulation し た ミ ト コ ン ド リ ア を positive cells に か ら exclude す る quality management organization が prepared わ っ て い る. こ の ミ ト コ ン ド リ ア quality management に お い て, ミ ト コ ン ド リ ア outer membrane で ユ ビ キ チ ン リ ン acidification enzyme PINK1 と ユ ビ キ チ ン リ ガ ー ゼ Parkin が common に 働 く こ と で, handicap of が accumulation し た ミ ト コ ン ド リ ア に ユ ビ キ チ ン lock が plus さ れ, eventually に は オ ー ト フ ァ ジ ー decomposition に よ っ て さ Youdaoplaceholder0. こ れ ま で の research か ら, ミ ト コ ン ド リ ア quality management の detailed な molecular institutions が Ming ら か に な っ て き た が, one party で, PINK1 と Parkin の function が ミ ト コ ン ド リ ア internal か ら ど の よ う に suppression を by け て い る の か は unknown な point が く more residual っ て お り, intracellular environment の variations change に with う others 々 な ス ト レ ス と Youdaoplaceholder0 related to ら な な な ら. This study で は, ミ ト コ ン ド リ ア に お け る ス ト レ ス environment comfortable 応 と quality management の masato を and Ming ら か に す る こ と を refers し, こ れ ま で consider さ れ て い な か っ た "ミ ト コ ン ド リ ア の internal environment - the を interface し て quality management を suppression す る" と い う 観 point か ら, ス ト レ ス environment に 応 じ た quality management の new た な molecular メ カ Youdaoplaceholder0 ニズム explains that に takes the む group. Make and 4 year は に, ROS handicap of に よ る membrane potential low が し た ミ ト コ ン ド リ ア に お け る quality management system of の imperial institutions の interpret に group take り ん だ. ミ ト コ ン ド リ ア membrane through device サ ブ ユ ニ ッ ト で あ る TIM23 は function of membrane potential dependent に す る と exam え ら れ て き た が, immune sink and び quality analysis に よ る parsing line を っ た と こ ろ, membrane potential low が し た ミ ト コ ン ド リ ア に お い て form さ れ る PINK1 complex に TIM23 が containing ま れ る こ と を Out of た. Line analytical を TIM23 の さ ら な る っ た results, PINK1 の activeness に TIM23 が important で あ り, TIM23 は ミ ト コ ン ド リ ア lining に bureau in す る プ ロ テ ア ー ゼ OMA1 に よ る decomposition か ら PINK1 を protection す る function を hold つ こ と が Ming ら か に な っ た.

项目成果

TIM23 facilitates PINK1 activation by safeguarding against OMA1-mediated degradation in damaged mitochondria.

• DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112454
• 发表时间: 2023-04
• 期刊: Cell reports
• 影响因子: 8.8
• 作者: Shiori Akabane;Kiyona Watanabe;H. Kosako;S. Yamashita;K. Nishino;Masahiro Kato;Shiori Sekine;T. Kanki;N. Matsuda;T. Endo;T. Oka

ミトコンドリア膜透過装置TIM23はPINK1複合体のメンバーとして、脱分極で誘導されるPINK1分解を抑制する

线粒体膜透化剂 TIM23 作为 PINK1 复合物的成员，可抑制去极化诱导的 PINK1 降解。

• 发表时间: 2022
• 作者: 赤羽しおり;渡邊聖菜;小迫英尊;松田憲之;遠藤斗志也;岡敏彦
• 通讯作者: 岡敏彦