ミトコンドリアとリソソームの相互作用における分子メカニズムの解明

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地球上の多くの生物を構成する真核細胞は、細胞核やミトコンドリア、リソソームなど固有の機能を担う膜で囲まれた細胞小器官、すなわちオルガネラを持つ。オルガネラは異なる種類のものが物理的に相互作用することが知られ、この相互作用が病気や環境応答に関わることが分かってきている。ミトコンドリアは細胞内のエネルギー生産を、リソソームは細胞内の分解を担う重要なオルガネラである。これらの相互作用は、それぞれの正常な機能に関わる可能性があり、そのメカニズムや生理的な意義の解明が待たれる。本研究では、真核細胞の基本原理の解明にすぐれた、細胞内形態が非常に単純な原始紅藻Cyanidioschyzon merolae（通称シゾン）を使い、真核細胞におけるミトコンドリアとリソソームの相互作用の分子メカニズムを解明することを目的としている。本年度は、ミトコンドリアとリソソームの相互作用のダイナミクスを詳細に明らかにするためのライブイメージング系の構築、分子メカニズムを解明するための相互作用に関わる因子の同定について進めた。系の構築では、シゾンを顕微鏡下で数時間に渡って観察できる条件を設定し、細胞周期におけるミトコンドリアの挙動を明らかにし、また、蛍光タンパク質によってリソソームを観察できる細胞株を作成した。因子の同定については、ミトコンドリアとリソソームの相互作用に関わる可能性のある2つのタンパク質について、HA-タグ融合株を作成し、間接蛍光抗体染色法によって細胞周期における挙動を明らかにした。これらのタンパク質はミトコンドリアとリソソームが相互作用する時期に、部分的にリソソームに局在することが分かった。