ミトコンドリアがオートファゴソームの膜の供給源である！？

オートファゴソームの膜の供給源としては、最近ERが強力な候補として考えられていると思いますが、著者らはミトコンドリアも候補の一つである可能性を挙げています。

この論文では、一貫してNormal Rat Kidney cell lineを使っています。Fig. 1、Fig. 2ではこの細胞でオートファゴソームがどのように観察されるのかを丁寧に調べています。飢餓に応じてLC3がリング状に見え、何かを包み込むように動きながら変化した後、オートファゴソームが形成される様子がとてもきれいな動画として示されていました。Fig. 3では、early endosome、Golgi、TGN、ERおよびミトコンドリアの膜タンパク質とLC3との共局在を調べた結果、ミトコンドリア外膜タンパク質であるYFP-Mito(cb5)TMのみがLC3と共局在したという、この論文のきっかけとなるデータが示されていました。当然、マイトファジーを見ている可能性も考えられる訳ですが、ミトコンドリアの外膜タンパク質はLC3と共局在するが、マトリクスや内膜タンパク質は共局在しないこと、マイトファジー誘導時に見られるミトコンドリアの質量の減少が、（YFP-Mito(cb5)TMとLC3の共局在が見られる条件である）飢餓時には見られないことなどから、マイトファジーとは別の現象であると議論しています。また、LC3の輝点がミトコンドリアに接する部分から見え始め、大きくなること、しかしながら、LC3の輝点から、共局在するYFP-Mito(cb5)TMが拡散し得るのは一時的であることから、オートファゴソーム形成のごく初期にミトコンドリア外膜から膜が供給され、そこを起点にしてオートファゴソームが成熟するのではないかと考えているようです。脂質の供給に関しては、NBD-PSとmitofusin 2のKO細胞を使った実験から、その重要性を示しており、ERで合成されたPSがミトコンドリアに渡り、そこでPEとなったところにLC3が結合するというモデルを示していました。最後に、飢餓時にLC3との共局在が見られる膜タンパク質の特徴として、TM部分が、脂質二重膜を貫通せず、ミトコンドリア外膜のouterleafletに銛の先のようにかかるものであることを示していました。もし、彼らが予想するように、ミトコンドリア外膜のouterleafletからオートファゴソームへ膜が供給されているとすると、そこからどのようにしてオートファゴソームの二重膜構造が出来るのか想像し難いですが、酵母Atg8がhemifusionしか引き起こせないことを考えると、興味深い結果だと思いました。