核-ミトコンドリアキメラ複合体のみなしご解消法

タンパク質複合体は、定まった化学量論比で成り立っており、複合体に入れなかったサブユニットは、みなしごサブユニットとなる。最近、ヒト細胞のタンパク質の安定性がプロテオームレベルで調べられた結果、みなしごサブユニットと推察される一群のタンパク質(全プロテオームの約7%)が、速やかに分解されると報告されている(MacShene, Cell, 2016, PMID: 27720452)。これは、みなしごサブユニットの蓄積は有害であるため、細胞は速やかにこれらを見つけて分解し、恒常性を維持していることを示唆している。しかし、みなしごサブユニットがどのように取り扱われているかについては、研究が進んでいない。本研究では、ミトコンドリアのタンパク質複合体である呼吸鎖複合体（Respiratory Chain Complex: RCC）とミトコンドリアリボソームに着目し、そのみなしごサブユニットを蓄積させない仕組みの解明を目指している。2022年度までの解析では、ミトコンドリアを人為的に減少させ、サイトゾル由来のRCCサブユニットの供給量をミトコンドリア由来のRCCサブユニットの供給量に対して過剰にした状況下では、ミトコンドリア内遺伝子発現が活性化する可能性が示唆されている。2023年度では、その可能性の検証を行う。また、ミトコンドリア内で複合体を形成するミトコンドリアリボソームの一部のサブユニットが、サイトゾルに長期滞留して、みなしごサブユニットになった場合には、高度にユビキチン化されることが明らかになった。2022年度には、このユビキチン化を引き起こす候補因子をすでに同定できているので、2023年度には、この因子が担う、ミトコンドリア関連のみなしごサブユニットの品質管理の意義を明らかにする。

タンパク質複合体は、定まった化学量論比で成り立っており、複合体に入れなかったサブユニットは、みなしごサブユニットとなる。最近、ヒト細胞のタンパク質の安定性がプロテオームレベルで調べられた結果、みなしごサブユニットと推察される一群のタンパク質(全プロテオームの約7%)が、速やかに分解されると報告されている(MacShene, Cell, 2016, PMID: 27720452)。これは、みなしごサブユニットの蓄積は有害であるため、細胞は速やかにこれらを見つけて分解し、恒常性を維持していることを示唆している。しかし、みなしごサブユニットがどのように取り扱われているかについては、研究が進んでいない。本研究では、ミトコンドリアのタンパク質複合体である呼吸鎖複合体（Respiratory Chain Complex: RCC）とミトコンドリアリボソームに着目し、そのみなしごサブユニットを蓄積させない仕組みの解明を目指している。2022年度までの解析では、ミトコンドリアを人為的に減少させ、サイトゾル由来のRCCサブユニットの供給量をミトコンドリア由来のRCCサブユニットの供給量に対して過剰にした状況下では、ミトコンドリア内遺伝子発現が活性化する可能性が示唆されている。2023年度では、その可能性の検証を行う。また、ミトコンドリア内で複合体を形成するミトコンドリアリボソームの一部のサブユニットが、サイトゾルに長期滞留して、みなしごサブユニットになった場合には、高度にユビキチン化されることが明らかになった。2022年度には、このユビキチン化を引き起こす候補因子をすでに同定できているので、2023年度には、この因子が担う、ミトコンドリア関連のみなしごサブユニットの品質管理の意義を明らかにする。