ミトコンドリアにおけるＤＪ－１の機能解析からパーキンソン病の謎に迫る

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細胞内で様々な要因により機能不全となったミトコンドリアは、エネルギー産生などの重要な役割を果たせないばかりでなく、細胞内物質と反応して悪影響を及ぼす活性酸素種を放出する。不良ミトコンドリアを選択的に排除する機構として、ミトコンドリアマイトファジー：マイトファジーが知られており、パーキンソン病原因因子Parkin、PINK1はその中心的な機能因子として報告されている。本研究では、Parkin、PINK1と同様の潜性パーキンソン病原因因子でありながら、分子機能面において未解明な点が多いタンパク質：DJ-1、および、これまで本研究の過程で同定された新規マイトファジー関連因子の解析を大きな軸とした。DJ-1については、これまでに「パーキンソン病患者由来のDJ-1変異体がミトコンドリアに異所局在する現象」に着目して培養細胞を用いた研究を行ない、DJ-1の非典型的なミトコンドリア局在メカニズムを明らかにした。当該年度は前年度に引き続き、生体内における分子機能を解析するため、ショウジョウバエを用いた実験を行った。野生型系統とDJ-1欠失系統を用いていくつかの薬剤に対する耐性検証実験を行った結果、DJ-1欠失系統のみが有為に感受性を示す薬剤を見出した。また、本研究で前年度までに同定した新規マイトファジー関連因子について、細胞生物学的解析を行った。前年度までに樹立した欠損細胞を用いて、既知のマイトファジー関連因子の挙動比較やマイトファジー効率の測定を行った結果、マイトファジーだけでなく、アミノ酸飢餓などによって引き起こされる非選択的オートファジーにも関与することが明らかになった。神経変性疾患においては、不良ミトコンドリアだけでなく、異常タンパク質の蓄積もその発症に大きく関連する。細胞内のタンパク質分解機構に普遍的に関与する新規因子の同定に成功したことは、本研究にとって大きな進捗であった。