ピースミールマイトファジーにおける膜構造変換プロセスの3次元モデル解析

和平餐线粒体自噬膜结构转变过程的3D模型分析

• 批准号: 22K06300
• 负责人: 荒井 律子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Fukushima Medical University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06300/
• 关键词: マイトファジー; オートファジー; 電子顕微鏡; オルガネラ膜; 微細形態; 3Dモデル

『マイトファジー』とは、細胞内大規模分解系であるオートファジーを介してミトコンドリアを選択的に分解する現象であり、ミトコンドリア機能の異常性から生体を守ろうとする重要な細胞応答機構である。近年になり、鉄欠乏もしくは低酸素ストレスのような生理学的環境変化によって、ミトコンドリア構造の一部がかじりとられる‘ピースミール’マイトファジーが誘起されることが分かってきた。この時小胞体を介して新生される『隔離膜』がミトコンドリアの標的領域を隔離するはすであるが、その膜構造変化の詳細については不明な点が多く残されていた。本研究では同マイトファジーの進行プロセスを微細形態学的な見地から明らかにすることを目的としている。本年度は、独自に改良・確立した電子顕微鏡法（隔離膜検出のための特殊固定法と電子線トモグラフィー）を用いた解析を行った。その結果、ミトコンドリアの出芽様領域を隔離膜が密着するように囲い込み、その隔離膜の伸長端と小胞体との間には細管状もしくは線状の構造が形成されていることが明らかとなった。すなわち、ミトコンドリア部分隔離の実際と隔離膜形成のための脂質変換箇所の実像を詳細な３次元モデルとして表すことに成功した。また、ピースミールマイトファジーの極めて初期の段階（ミトコンドリアの標的領域が平坦である状態）では、近傍に小胞体の集積を伴う短い隔離膜がミトコンドリア表面に密着して形成されていることが分かった。以上のことから、ピースミールマイトファジーが発動すると、小胞体を経由した隔離膜形成がミトコンドリア表面上で開始し、その後の継続的な隔離膜の密着的伸長によってミトコンドリア構造の部分隔離が進行すると考えられた。

The phenomenon of large-scale decomposition of intracellular system, such as the abnormality of biological function and the important cellular response mechanism. In recent years, there has been a lack of iron and iron in the environment of low acidity and physiology. The membrane structure changes in detail, and the membrane structure changes in detail. The purpose of this study is to investigate the micro-morphology of human beings. This year, we have independently developed an electronic micro-mirror method (special fixing method for isolation film detection and electronic wire detection) for analysis. As a result, the thin tubular structure of the thin film is formed. In addition to the above, it is also necessary to establish a detailed three-dimensional image of the lipid phase of the separation film. In the early stage of the process, the accumulation of small cells in the vicinity is accompanied by a short isolation film, which is closely adhered to the surface. In the above, the isolation film is formed on the surface of the cell, and the dense extension of the isolation film is formed on the surface of the cell.

项目成果

Ultrastructural analysis on the process of isolation membrane formation during piecemeal mitophagy

分段线粒体自噬过程中隔离膜形成过程的超微结构分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ritsuko Arai;Shun-ichi Yamashita;Tatsuya Sugisaki;Wu Huajui;Tomotake Kanki;Satoshi Waguri
• 通讯作者: Satoshi Waguri