| Project/Area Number |
19F19816
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 外国 |
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| Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
岡本 浩二 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (40455217)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
SCHUSTER RAMONA 大阪大学, 生命機能研究科, 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2019-11-08 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2021: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / オートファジー / 翻訳後修飾 / ユビキチン / 出芽酵母 |
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| Outline of Research at the Start |
余剰または不良ミトコンドリアの丸ごと隔離・除去は、単細胞から多細胞の真核生物まで保存された基本的な仕組みであり、ミトコンドリアの量や品質の管理に寄与していると考えられているが、その詳細な分子機構は未だ多くの謎に包まれている。本研究では出芽酵母をモデル生物に用いて、ユビキチン関連経路がどのように選択的ミトコンドリア分解を正または負に制御しているかを解明してゆく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
余剰または不良ミトコンドリアの丸ごと隔離・除去は、進化的に保存された基本的な機構であり、オートファジーの仕組みを利用していることから、「マイトファジー」と呼ばれ、その破綻は様々な疾患を引き起こす可能性が提起されているが、詳細な分子機構は未だ多くの謎に包まれている。一方、タンパク質のユビキチン化および脱ユビキチン化は、タンパク質の翻訳後修飾の一つであり、細胞内で様々な役割を果たしているが、出芽酵母のマイトファジーやオートファジーとの関連は未解明な点が多い。本研究の目的は、出芽酵母のマイトファジーの制御において、ユビキチン関連経路がどのように機能しているかを明らかにすることである。とりわけ、脱ユビキチン化酵素（DUB）に着目し、それらの分子機能の解明を目指した。前年度までに、21種類のDUBをコードする遺伝子の破壊株を作成・解析し、Doa4およびUbp6の欠損細胞でマイトファジーが強く抑制されていることを見出した。
本年度の研究において、Doa4およびUbp6の酵素活性を失った変異体を発現する酵母株を作成・解析した結果、遺伝子欠損株と同様にマイトファジーが野生株の30-40%に低下することがわかった。また、小胞体やペルオキシソームの選択的オートファジー、バルクオートファジーにも、Doa4およびUbp6が寄与していることを明らかにした。一方、細胞質から液胞へタンパク質を輸送する選択的オートファジー（Cvt経路）については、Doa4およびUbp6の欠損細胞は野生株と同様であった。なお、過去の研究から、Doa4およびUbp6の欠損細胞で遊離ユビキチン量が減少していることが報告されている。そこで、これらの変異細胞でユビキチンを過剰発現したところ、マイトファジーが野生株の60-70%にまで回復した。以上の知見から、マイトファジーは遊離ユビキチンを必要とすることが示唆される。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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