タンパク質Ｎ末端アセチル化による選択的ミトコンドリア分解の制御

• Project/Area Number: 14J01682
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Functional biochemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 英山 明慶 大阪大学, 生命機能研究科, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥3,070,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2016: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: ミトコンドリア / マイトファジー / オートファジー / 出芽酵母 / タンパク質N末端アセチル化

Outline of Annual Research Achievements

本研究はミトコンドリアを分解対象とした選択的オートファジー経路の一つであるマイトファジーのメカニズムの解明を目指しており、タンパク質N末端アセチル化酵素のNatAに着目して解析を行ってきた。採用年度の最終年では、NatAだけに留まらない新たなマイトファジーの制御機構を見出すことができ、研究を飛躍的に発展させることができた。
NatA欠損細胞ではマイトファジーが強く抑制されるが、その一因として、マイトファジーの必須レセプター因子であるAtg32の発現レベルがNatA欠損細胞では低いことを既に明らかにしている。このことから、Atg32の発現量変化がマイトファジーの促進や抑制にクリティカルに作用していることが考えられる。そこで、Atg32の発現制御について詳細な解析を最終年度に試みた。野生型の酵母株が呼吸増殖した際、Atg32は対数増殖期に発現レベルが一過的に上昇し、培養時間が24時間を過ぎた頃から急激にそのレベルが減少する。しかし、ATG32のmRNAの量は呼吸増殖24時間以降も増加するため、この減少制御は転写に対する抑制ではなく、タンパクの分解制御が考えられる。タンパク質の分解制御はオートファジーの他にプロテアソームによる制御が広く知られており、分解対象のタンパク質がユビキチン化を受けることでプロテアソームに認識され、分解される。解析を行った結果、Atg32がユビキチン化され、プロテアソームより分解制御を受けていることが示唆された。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Assays for Mitophagy in Yeast (2017)
  • Author(s): Eiyama Akinori、Okamoto Koji
  • Journal Title: Methods in Molecular Biology Volume: 1567 Pages: 337-347
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-6824-4_20
  • ISBN: 9781493968220, 9781493968244
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Protein N-terminal Acetylation by the NatA Complex Is Critical for Selective Mitochondrial Degradation (2015)
  • Author(s): Eiyama A, Okamoto K
  • Journal Title: Journal of Biological Chemistry Volume: 290 Issue: 41 Pages: 25034-25044
  • DOI: 10.1074/jbc.m115.677468
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] PINK1/Parkin-mediated mitophagy in mammalian cells (2015)
  • Author(s): Eiyama, A., Okamoto, K.
  • Journal Title: Current Opinion in Cell Biology Volume: 33 Pages: 95-101
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Regulation of mitophagy via protein N-terminal acetylation. (2015)
  • Author(s): Eiyama A, Okamoto K.
  • Organizer: Cell symposia Multifaceted Mitochondria.
  • Place of Presentation: Chicago (USA)
  • Year and Date: 2015-07-19
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] タンパク質N末端アセチル化を介した選択的ミトコンドリア分解の制御 (2015)
  • Author(s): 英山明慶, 岡本浩二
  • Organizer: 第62回生化学会近畿支部例会
  • Place of Presentation: 立命館大学 （滋賀県草津市）
  • Year and Date: 2015-05-16
• [Presentation] タンパク質N末端アセチル化を介したマイトファジーの制御 (2014)
  • Author(s): 英山明慶, 岡本浩二
  • Organizer: 第14回日本ミトコンドリア学会年会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2014-12-04
• [Presentation] タンパク質N末端アセチル化を介したマイトファジーの制御 (2014)
  • Author(s): 英山明慶, 岡本浩二
  • Organizer: 第8回オートファジー研究会・第2回新学術「オートファジー」班会議
  • Place of Presentation: 札幌
  • Year and Date: 2014-11-09 – 2014-11-11