ウイルスタンパク質による感染細胞内ミトコンドリアの生理機能に及ぼす影響の解析

ミトコンドリアを介するRNAウイルス感染に対する自然免疫応答（RLR経路）の進行には、ミトコンドリアの呼吸活性の維持が重要であることをこれまでに明らかにしてきた。本年度は、その分子メカニズムの一端に迫ることを目的として、呼吸活性を司る呼吸鎖複合体の形成と関わりが深いクリステの形成とRLR経路の関係を解析した。クリステは、ミトコンドリア内膜がマトリックス側へ陥入した構造であるが、ここには呼吸鎖複合体が他の内膜部分と比較して密に集積しているとされている。本研究では、クリステの形成に関わる分子の一つとされるoptic atrophy 1（OPA1）の機能に着目した。OPA1の欠損細胞では、クリステの形成不全が確認される。この細胞では、野生型の細胞と比較して呼吸活性やRNAウイルス感染に対する応答が顕著に抑制されていた。このことから、OPA1はRLR経路の進行に重要な分子であることが予想される。また、OPA1欠損細胞に野生型、またはクリステを形成できない変異体の遺伝子をそれぞれ入れ戻した細胞を作製し、同様の解析を行った。その結果、野生型の遺伝子を入れ戻した場合のみ、呼吸活性をウイルス感染に対する応答の回復が認められた。これは、OPA1のクリステ形成に関わる機能が呼吸活性とRLR経路の進行の双方に重要であることを示唆している。さらに、これらの細胞内に含まれるmtDNAのコピー数を定量したところ、クリステの形成不全を引き起こしている細胞ではコピー数の減少が確認された。mtDNAには呼吸鎖複合体のサブユニットの一部がコードされているため、mtDNAの減少により呼吸鎖複合体の機能に異常が生じていることが予想された。以上の結果から、OPA1によるクリステ形成の制御は、呼吸活性の調節を介してRLR経路の進行と密接な関わりがあると結論付けた。

ミトコンドリアを介するRNAウイルス感染に対する自然免疫応答（RLR経路）の進行には、ミトコンドリアの呼吸活性の維持が重要であることをこれまでに明らかにしてきた。本年度は、その分子メカニズムの一端に迫ることを目的として、呼吸活性を司る呼吸鎖複合体の形成と関わりが深いクリステの形成とRLR経路の関係を解析した。クリステは、ミトコンドリア内膜がマトリックス側へ陥入した構造であるが、ここには呼吸鎖複合体が他の内膜部分と比較して密に集積しているとされている。本研究では、クリステの形成に関わる分子の一つとされるoptic atrophy 1（OPA1）の機能に着目した。OPA1の欠損細胞では、クリステの形成不全が確認される。この細胞では、野生型の細胞と比較して呼吸活性やRNAウイルス感染に対する応答が顕著に抑制されていた。このことから、OPA1はRLR経路の進行に重要な分子であることが予想される。また、OPA1欠損細胞に野生型、またはクリステを形成できない変異体の遺伝子をそれぞれ入れ戻した細胞を作製し、同様の解析を行った。その結果、野生型の遺伝子を入れ戻した場合のみ、呼吸活性をウイルス感染に対する応答の回復が認められた。これは、OPA1のクリステ形成に関わる機能が呼吸活性とRLR経路の進行の双方に重要であることを示唆している。さらに、これらの細胞内に含まれるmtDNAのコピー数を定量したところ、クリステの形成不全を引き起こしている細胞ではコピー数の減少が確認された。mtDNAには呼吸鎖複合体のサブユニットの一部がコードされているため、mtDNAの減少により呼吸鎖複合体の機能に異常が生じていることが予想された。以上の結果から、OPA1によるクリステ形成の制御は、呼吸活性の調節を介してRLR経路の進行と密接な関わりがあると結論付けた。