Parkin非依存的ミトコンドリアオートファジーの研究

• Project Area: Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states
• Project/Area Number: 16H01198
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 神吉 智丈 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50398088)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2018-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2017)
• Budget Amount: ¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000); Fiscal Year 2017: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000); Fiscal Year 2016: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
• Keywords: ミトコンドリア / オートファジー / Parkin / 生体分子 / PINK1

Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリアオートファジー（マイトファジー）は、オートファジーによりミトコンドリアが選択的に分解される現象である。哺乳類においては、家族性パーキンソン病の責任因子であるParkinとPINK1が協調してミトコンドリアオートファジー（マイトファジー）誘導に関わっていることが明らかとなり、Parkin・PINK1が関与するマイトファジー研究が盛んに行われている。我々は、このParkin依存的マイトファジーとは別に、低酸素で誘導されるParkin非依存的マイトファジーが存在することを見出している。一方、酵母では、ミトコンドリア外膜タンパク質Atg32のリン酸化がマイトファジーの引き金となりミトコンドリア分解が進んでいくが、Atg32のリン酸化制御機構には不明な点が多い。H29年度の研究では、マイトファジーを観察するために樹立した、mito-mChrry-GFP0発現マウスを用いてマイトファジーを臓器レベルで観察し、心筋や骨格筋、神経などの組織におけるマイトファジーにはParkin非依存的なものが多いという結論を得ることができた。また、出芽酵母では、Atg32の脱リン酸化に関わる因子のスクリーニングを行い、脱リン酸化に必須の因子候補を選抜することに成功した。さらに、同定した因子の一部は複合体を形成してAtg32リン酸化を負に制御することに関わっていることまで明らかにした。このように本研究では、①哺乳類においてはParkinに依存しないマイトファジーが一定の意味を持って恒常的に誘導されていること、②出芽酵母では、マイトファジーに必須なAtg32のリン酸化は複数の因子による緻密な制御を受けている可能性があること、を明らかにした。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Cdc14 Phosphatase Promotes TORC1-Regulated Autophagy in Yeast (2018)
  • Author(s): Kondo Akihiro、Mostofa Md. Golam、Miyake Katsuya、Terasawa Mashu、Nafisa Islam、Yeasmin Akter M.S.T.、Waliullah Talukdar Muhammad、Kanki Tomotake、Ushimaru Takashi
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 1671-1684
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2018.04.007
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] How autophagy eats large mitochondria; autophagosome formation coupled with mitochondrial fragmentation (2017)
  • Author(s): Shun-ichi Yamashita and Tomotake Kanki
  • Journal Title: Autophagy Volume: 印刷中 Issue: 5 Pages: 980-981
  • DOI: 10.1080/15548627.2017.1291113
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mechanisms and Physiological Roles of Mitophagy in Yeast (2017)
  • Author(s): Tomoyuki Fukuda、Tomotake Kanki
  • Journal Title: Mol. Cells Volume: 41 Pages: 35-44
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Detection of Hypoxia-Induced and Iron Depletion-Induced Mitophagy in Mammalian Cells. (2017)
  • Author(s): Yamashita SI, Kanki T.
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 印刷中 Pages: 141-149
  • DOI: 10.1007/7651_2017_19
  • ISBN: 9781493977499, 9781493977505
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mitophagy in Yeast: A Screen of Mitophagy-Deficient Mutants. (2017)
  • Author(s): Furukawa K, Kanki T.
  • Journal Title: Methods Mol Biol. Volume: 印刷中 Pages: 95-104
  • DOI: 10.1007/7651_2017_13
  • ISBN: 9781493977499, 9781493977505
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Mitochondrial division occurs concurrently with autophagosome formation but independently of Drp1 during mitophagy. (2016)
  • Author(s): Yamashita SI, Jin X, Furukawa K, Hamasaki M, Nezu A, Otera H, Saigusa T, Yoshimori T, Sakai Y, Mihara K, Kanki T.
  • Journal Title: J Cell Biol. Volume: 215 Issue: 5 Pages: 649-665
  • DOI: 10.1083/jcb.201605093
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Constitutive activation of PINK1 leads to proteasome-mediated and non-apoptotic cell death independently of mitochondrial autophagy (2016)
  • Author(s): Akabane, S., Matsuzaki, K., Yamashita, S-I, Arai, K., Okatsu, K., Kanki, T., Matsuda, N., and Oka, T.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 291 Issue: 31 Pages: 16162-16174
  • DOI: 10.1074/jbc.m116.714923
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 出芽酵母におけるミトコンドリア オートファジーの分子機構 (2017)
  • Author(s): 神吉智丈
  • Organizer: 日本植物学会第81回大会
  • Invited
• [Presentation] ミトコンドリア分解を制御するリン酸化 (2017)
  • Author(s): 神吉智丈
  • Organizer: ConBio2017(2017 年度 生命科学系学会合同年次大会)
• [Presentation] Drp1-independent mitochondrial division for mitophagy occurs concurrently with autophagosome formation (2016)
  • Author(s): Tomotake Kanki
  • Organizer: The 4th Sino-Japan Symposium on Autophagy
  • Place of Presentation: 中国・北京
  • Int'l Joint Research
• [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科機能制御学分野
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/
• [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科 機能制御学分野
  • URL: http://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/