A01-7 多様なマイトファジーの分子機構と生理的意義の解明

研究代表者 神吉 智丈（Tomotake Kanki） 新潟大学・大学院医歯学総合研究科　教授 https://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/
研究分担者 松田 憲之（Noriyuki Matsuda） 東京医科歯科大学・難治疾患研究所　教授
研究分担者 佐藤 美由紀（Miyuki Sato） 群馬大学・生体調節研究所　教授 http://makukinou.showa.gunma-u.ac.jp/index.html

研究課題の概要と計画

マクロオートファジーによる選択的ミトコンドリア分解はマイトファジーと呼ばれ、ミトコンドリア機能維持に重要な役割を持っている。本研究では、複数の生物種（酵母、線虫、哺乳類）をモデル生物とし多面的な解析を行い、マイトファジー分子機構や生理機能について生物種間の特異性と普遍性を解明する。哺乳類のマイトファジーは、｢レセプター依存的マイトファジー｣と｢ユビキチン依存的マイトファジー｣に大別されるが、前者においてはレセプター機能制御機構を、後者においてはミトコンドリアタンパク質のユビキチン化制御機構を解明し、さらに、この二つの経路の生体内における連携・分解寄与度を明らかにする。また、線虫やマウスを用いてマイトファジーの生理的意義の解明を推進し、さらに、ユビキチン依存的マイトファジーとパーキンソン病との関連解明を目指す。線虫を用いた系では、ミトコンドリア母性遺伝のメカニズムとその意義の解明も推進する。

生物種／実験系： マウス、培養細胞、酵母、線虫、受精卵
経路：マクロオートファジー
分解基質：ミトコンドリア

研究代表者主要業績

Innokentev A, Furukawa K, Fukuda T, Saigusa T, Inoue K, Yamashita SI, Kanki T. Association and dissociation between the mitochondrial Far complex and Atg32 regulate mitophagy. eLife, 2020, 9:e63694.

Fukuda T, Ebi Y, Saigusa T, Furukawa K, Yamashita SI, Inoue K, Kobayashi D, Yoshida Y, Kanki T. Atg43 tethers isolation membranes to mitochondria to promote starvation-induced mitophagy in fission yeast. eLife, 2020, 9:e63694.

Furukawa K, Fukuda T, Yamashita SI, Saigusa T, Kurihara Y, Yoshida Y, Kirisako H, Nakatogawa H, Kanki T. The PP2A-like protein phosphatase Ppg1 and the Far complex cooperatively counteract CK2-mediated phosphorylation of Atg32 to inhibit mitophagy. Cell Rep., 2018, 23, (12) 3579-3590.

研究分担者主要業績

YKojima W, Yamano K, Kosako H, Imai K, Kikuchi R, Tanaka K, Matsuda N. Mammalian BCAS3 and C16orf70 associate with the phagophore assembly site in response to selective and non-selective autophagy. Autophagy, 2021, 17(8):2011-2036.

Baba T, Tanimura S, Yamaguchi A, Horikawa K, Yokozeki M, Hachiya S, Iemura S, Natsume T, Matsuda N, Takeda K. Cleaved PGAM5 dephosphorylates nuclear serine/arginine-rich proteins during mitophagy. Biochim Biophys Acta Mol Cell Res., 2021, 1868(7):119045.

Yamano K, Kikuchi R, Kojima W, Hayashida R, Koyano F, Kawawaki J, Shoda T, Demizu Y, Naito M, Tanaka K, Matsuda N. Critical role of mitochondrial ubiquitination and the OPTN-ATG9A axis in mitophagy. J Cell Biol., 2020, 219(9):e201912144.

Sasaki T, Sato M. egradation of paternal mitochondria via mitophagy. Biochim Biophys Acta Gen Subj., 2021, 1865(6):129886.

Sato M, Sato K, Tomura K, Kosako H, Sato K. The autophagy receptor ALLO-1 and the IKKE-1 kinase control clearance of paternal mitochondria in Caenorhabditis elegans. Nat. Cell Biol., 2018, 20, 81-91.

Sato M, Sato, K. Degradation of paternal mitochondria by fertilization-triggered autophagy in C. elegans embryos. Science, 2011, 334, 1141-1144.

キーワード

マイトファジー、ミトコンドリア、選択的オートファジー、遺伝性パーキンソン病、PINK1、Parkin、ユビキチン、ミトコンドリア母性遺伝