精子形成時の強発現するミトコンドリア融合・分裂因子の作用機構と生理的役割の解明

阐明精子发生过程中强烈表达的线粒体融合和裂变因子的作用机制和生理作用

• 批准号: 03J03487
• 负责人: 本田 信治
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2004
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03J03487/
• 关键词: ミトコンドリア; Mitofusi-2(Mfn2); 膜電位; 変異解析; 精子形成; Mitofusin; Dynamin-related protein

ミトコンドリア融合因子(Mitofusin-2,Mfn2)は,酵母から哺乳類まで大変保存された分子であるが、その分子メカニズムは未開な部分が多く残っている。そこで種々の欠損変位させた遺伝子を作成し,哺乳類細胞に過剰発現させ,ミトコンドリアの形態の変化を詳細に追った。その結果,2つの膜貫通部位を欠損させたMfn2(Mfn2^<ΔTM>)がドミナントネガティブの活性を持つことを発見し,更に種間で保存された膜貫通部位よりN末端とC末端の2つずつの計4つの部位がこの活性に必要であることがわかった。また、Mfn2の膜貫通部位よりN末端部位とC末端部位をそれぞれ培養細胞に過剰発現させた場合、このドミナントネガティブの活性を持たないのに対し,両部位を共発現させた場合にこの活性をもつことがわかった。更に免疫沈降法を行った結果,両部位が相互作用することを確かめた。そして,この相互作用には保存されたN末端の2つの部位が重要で、かつGTPase依存的になされることがわかった。また,Mfn2のN末端とC末端部位の一部を融合させた遺伝子を培養細胞に過剰発現させたところ,ミトコンドリアの膜電位が消失し,この活性には上記のドミナントネガティブの活性に必要な部位の4つのうち2つの部位が重要であることがわかった(JCS, Honda et al.改訂中)。そして,これらの欠損変異解析をもとに酵母のTwo-hybrid assayによりMfn2と相互作用する分子の探索を行い,2つの候補遺伝子を同定した。しかし哺乳類細胞を用いて更なる解析を行ったところ,これらの相互作用は非特異的で,またミトコンドリアの形態変化に影響を示さなかった。また,このMfn2^<ΔTM>を哺乳類細胞に過剰発現させ、この分子を免疫沈降させ相互作用する分子の精製を試みたが,現在のところコントロールと比較して特異的なタンパク質の検出はできなかった。

Mitofusin-2 (Mfn-2) is a fusion factor for yeast and mammals. In addition, the development of mammalian cells and the morphological changes of mammalian cells are described in detail. As a result, 2 sites of membrane penetration were damaged Mfn2 (Mfn2^<ΔTM>), and the activity of membrane penetration was maintained. Moreover, 2 sites of membrane penetration were preserved among species, and the activity of membrane penetration was necessary. The membrane penetration site of Mfn2, the N-terminal site and the C-terminal site are both present in cultured cells, and the activity of Mfn2 is maintained in the presence of a co-occurrence site. The results of immuno-sedimentation method show that the site interaction is accurate. For example, the interaction between them is important for the preservation of the N-terminal region and GTPas-dependent regions. In addition, a part of the N-terminal and C-terminal sites of Mfn2 was fused, and the gene was detected in cultured cells. The membrane potential of Mfn2 disappeared, and the activity was recorded in the above four essential sites of Mfn2 activity (JCS, Honda et al.). In addition, the Two-hybrid assay of yeast is used to explore molecular interactions, and the candidate genes are identified. Mammalian cells are used to analyze and analyze the interaction between them, which is non-specific and shows the influence of morphological changes. Mfn2^<ΔTM> is a mammalian cell that develops and interacts with immunoprecipitation molecules.

项目成果

FHL5, a novel actin-binding protein, is highly expressed in eel gill pillar cells and responds to wall tension

• DOI: 10.1152/ajpregu.00108.2004
• 发表时间: 2004-11-01
• 期刊: AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY-REGULATORY INTEGRATIVE AND COMPARATIVE PHYSIOLOGY
• 影响因子: 2.8
• 作者: Mistry, AC;Kato, A;Hirose, S
• 通讯作者: Hirose, S

Honda, S., Hirose, S.: "Stage-specific enhanced expression of mitochondorial fusion and fission factors during spermatogenesis in rat testis"Biochemical and Biophysical Research Communications. 311. 424-432 (2003)

Honda, S., Hirose, S.：“大鼠睾丸精子发生过程中线粒体融合和裂变因子的阶段特异性增强表达”生物化学和生物物理研究通讯。