Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
本研究では、エンドソームとミトコンドリアの連携ゾーン形成に関与する制御因子の機能解析を行う。また、エンドソームとミトコンドリアの連携ゾーン形成の分子メカニズムと、連携ゾーンを介して両オルガネラ間で交換される物質を、超解像顕微鏡や蛍光バイオセンサー等を駆使して明らかにする。さらに、ミトコンドリア以外のオルガネラとエンドソームの接触も解析し、それらの結果を元にオルガネラ間の機能連関に関する新しいパラダイムの展開を目指す。
Ras-PI3Kシグナルの制御ペプチドRAPEL配列の結合因子探索から同定したミトコンドリア外膜タンパク質voltage-dependent anion chanle 2（VDAC2）の機能解析を行った。これまでに、VDAC2は生化学的にRAPELと結合すること、ノックダウンによりRas-PI3Kのエンドソーム局在、クラスリン非依存性エンドサイトーシス、およびエンドソーム成熟化が抑制されること、過剰発現によりこれらが亢進することを確認した。すなわち、VDAC2はRas-PI3Kによるエンドサイトーシスの制御を正にコントロールする因子であることが明らかになった。 ミトコンドリア外膜タンパク質であるVDAC2が、どのようにしてエンドサイトーシス制御に関与するかを明らかにするため、我々が開発したオルガネラマーカーを用いて、生細胞タイムラプスイメージングを行った。それにより、ミトコンドリアとエンドソームの間には、一過性に繰り返す相互作用が生じることを発見した。この相互作用は、VDAC2のノックダウンで減少した。さら、ミトコンドリアと接触するエンドソーム上では、早期エンドソームマーカーの蛍光強度が減少し、接触過程でエンドソームが成熟化することが示唆された。実際、ミトコンドリアとの接触中にpHが低下することがわかった。さらに、光遺伝学手法を用いてミトコンドリアとエンドソームの接触を誘発したところ、エンドソームの成熟化が進み、VDAC2ノックダウンでその成熟化が抑制された。したがってVDAC2はエンドソーム とミトコンドリアのtethering factorであると同時に、その連携ゾーンにおける働きが重要であることが示唆された。野生型のVDAC2発現はVDACノックダウンを補完できるが、ある変異型VDAC2はそれが不可能であることから、連携ゾーンでのVDAC2の機能解明を目指す。
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results, Peer Reviewed: 2 results, Open Access: 2 results) Presentation (2 results) Remarks (1 results)
Cell Structure and Function
Volume: 45 Issue: 2 Pages: 155-163
10.1247/csf.20030
130007961120
Nature Communications
Volume: 11 Issue: 1 Pages: 1-16
10.1038/s41467-020-18257-3
http://cp.med.hokudai.ac.jp
