オートファジーアダプターをハブとした損傷ミトコンドリア分解機構

ミトコンドリアはATPを産生するオルガネラであるが、日々様々なストレスに曝されている。そのようなストレスによって損傷を受けたミトコンドリアは適切に分解・除去されなければならない。ミトコンドリア選択的オートファジー（マイトファジー）はその品質管理の中心的役割を担う。ミトコンドリア損傷の目印は外膜タンパク質のユビキチン修飾であるが、そのユビキチン修飾とオートファジーを物理的に結びつけるタンパク質がオートファジーアダプターである。哺乳類に5種類同定されているアダプターの中で、NDP52とOPTNはミトコンドリア分解に必須である。また、OPTNをリン酸化することで、マイトファジーを制御するキナーゼとしてTBK1が知られている。しかし、マイトファジーの誘導に伴って、どのようにTBK1が活性化するかは不明な点が多く残されていた。TBK1の活性化機構を深く理解するため、まずオートファジーアダプターを遺伝的に欠損した細胞を用いることで、マイトファジーにおいてはOPTNがTBK1を活性する最も重要なアダプターであることがわかった。さらにオートファジー因子と相互作用できないOPTN変異を用いたところ、TBK1の活性化が強く抑制されることを見出した。その他の結果も含めると、OPTNはユビキチンで修飾された損傷ミトコンドリアとオートファジーの膜（隔離膜）のコンタクトサイトに集積することで、TBK1の局所的な濃度を高くし、TBK1のヘテロ自己リン酸化を誘導すると考えられた。また、筋萎縮性側索硬化症（ALS）のTBK1変異によるマイトファジーの効果を詳しく調べる実験系を構築した。さらにOPTNとRAB GTPaseの相互作用を調べる過程で、機能未知タンパク質がRABタンパク質のシャペロンであることも見出した。

ミトコンドリアはATPを産生するオルガネラであるが、日々様々なストレスに曝されている。そのようなストレスによって損傷を受けたミトコンドリアは適切に分解・除去されなければならない。ミトコンドリア選択的オートファジー（マイトファジー）はその品質管理の中心的役割を担う。ミトコンドリア損傷の目印は外膜タンパク質のユビキチン修飾であるが、そのユビキチン修飾とオートファジーを物理的に結びつけるタンパク質がオートファジーアダプターである。哺乳類に5種類同定されているアダプターの中で、NDP52とOPTNはミトコンドリア分解に必須である。また、OPTNをリン酸化することで、マイトファジーを制御するキナーゼとしてTBK1が知られている。しかし、マイトファジーの誘導に伴って、どのようにTBK1が活性化するかは不明な点が多く残されていた。TBK1の活性化機構を深く理解するため、まずオートファジーアダプターを遺伝的に欠損した細胞を用いることで、マイトファジーにおいてはOPTNがTBK1を活性する最も重要なアダプターであることがわかった。さらにオートファジー因子と相互作用できないOPTN変異を用いたところ、TBK1の活性化が強く抑制されることを見出した。その他の結果も含めると、OPTNはユビキチンで修飾された損傷ミトコンドリアとオートファジーの膜（隔離膜）のコンタクトサイトに集積することで、TBK1の局所的な濃度を高くし、TBK1のヘテロ自己リン酸化を誘導すると考えられた。また、筋萎縮性側索硬化症（ALS）のTBK1変異によるマイトファジーの効果を詳しく調べる実験系を構築した。さらにOPTNとRAB GTPaseの相互作用を調べる過程で、機能未知タンパク質がRABタンパク質のシャペロンであることも見出した。