Cristae remodeling in apoptosis

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K07274
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 大寺 秀典 九州大学, 医学研究院, 助教 (40380612)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / アポトーシス / クリステ

Outline of Annual Research Achievements

アポトーシスによるミトコンドリアの断片化とアポトーシスに抑制的に働くBaxおよびBakとの関係を調べた。まずCRISPR/CAS9システムによりBax、BakおよびBax/Bak-DKO細胞を作成してアポトーシスに応答したチトクロムCの放出を調べた。アポトーシス刺激に応じてBaxあるいはBakにより形成される外膜ポアを介して放出されるミトコンドリア内成分がアポトーシスにおけるミトコンドリア分裂およびクリステ構造再編に関与していることが示唆された。
Bak/Bak-DKO細胞ではアポトーシスに応じたミトコンドリア分裂が全く誘導されなかった。そこでアポトーシス誘導の際にBax/Bakにより形成されるポアを介してミトコンドリア内から放出される因子がアポトーシスにより引き起こされるミトコンドリア分裂を誘発するのではないかと考えその検証を行った。野生型HeLa細胞よりセミインタクト細胞を作製してアポトーシス誘導細胞から調整した細胞質画分とインキュベートした結果、ミトコンドリアの分裂が引き起こされることが明らかとなった。一方、proteinaseKにより処理した細胞質画分では分裂が誘導されなかったことからアポトーシスに応じたミトコンドリア分裂を誘発する因子はタンパク質性因子であることが示唆された。さらにアポトーシス刺激を与えたBax/Bak-DKO細胞から調整した細胞質画分ではミトコンドリア分裂は見られなかった。このことからアポトーシスに応じたミトコンドリア分裂にはBax/Bakにより形成されるポアを介して放出されるミトコンドリア内タンパク質性因子が関与することが示唆された。