2017 Fiscal Year Annual Research Report
リン酸化修飾によるミトコンドリア機能と品質管理の制御機構
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17H03676
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
岡 敏彦 立教大学, 理学部, 教授 (40263321)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアは多彩な細胞機能を担っており，その活性は細胞により様々な調節を受けている。特に，障害を受け膜電位が低下したミトコンドリアのオートファジーによる排斥は，ミトコンドリア品質管理として，近年，その詳細な分子メカニズムが明らかになってきた。私達は，PINK1とParkinにより制御されるミトコンドリアの品質管理が，cAMP/PKA経路を介したMIC60/19のリン酸化修飾により調節されていることを明らかにした。しかし，ミトコンドリアでのリン酸化による調節機構には，まだ不明な点が多く残されている。本研究では，MIC60, MIC19, SAM50そしてDNAJC11のリン酸化修飾に着目して，そのリン酸化を介したミトコンドリア機能の調節機構の分子メカニズムを明らかにする事を目指している。
平成２９年度は，次の３点について研究を進めた。
１．MIC60相互作用因子SLC25A46の発現抑制で，Parkinのミトコンドリア標的化に阻害効果が観察された。今後は，SLC25A46のPINK1機能への役割の解析を進める。
２．Hexokinaseの発現抑制により， Parkinのミトコンドリア標的化は顕著に阻害され，Hexokinaseの異所発現により回復した。繰り返し構造で２つの活性部位を持つHexokinaseのうち，活性部位を１つだけ持つユニットでもParkinの標的化阻害を回復できることから，Hexokinase全構造は必要ないことが明らかとなった。
３．DNAJC11の推定リン酸化部位に特異的な抗体を作成したが，forskolin処理による優位な変化は検出できなかった。今後は，内在性DNAJC11の免疫沈降産物でのリン酸化修飾の検出を試みる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
１．MIC60相互作用因子SLC25A46の発現抑制で，Parkinのミトコンドリア標的化に影響が観察されたが，その効果は弱く，二次的な影響も懸念された。現在は，SLC25A46の異所発現による発現抑制の相補効果を検証している。
２．Hexokinaseの発現抑制は，顕著にParkinのミトコンドリア標的化を阻害した。この標的化の阻害は，Hexokinaseの異所発現により回復した。Hexokinaseは活性部位を２ヶ所持つ繰り返し構造をとっているが，活性部位を１つだけ持つユニットでもParkinの標的化阻害を回復できることから，Hexokinase全構造は必要ないことが明らかとなった。今後は，Hexokinase活性のParkinの標的化への影響を検討する。今後は，低ブドウ糖培養条件でのHexokinaseの細胞内局在を検討する。
３．DNAJC11はPKAによる推定リン酸化部位を持つため，特異的リン酸化部位抗体を作成し，forskolin処理によるリン酸化の検出を試みたが，優位な変化は検出できなかった。今後は，内在性DNAJC11のリン酸化を免疫沈降と組わせて検討する。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．SLC25A46の異所発現による発現抑制の相補効果を検証するとともに，SLC25A46のPINK1機能への役割の解析を進める。
２．Hexokinase活性のParkinの標的化への影響を検討するだけでなく，低ブドウ糖培養条件でのHexokinaseの細胞内局在を検討する。
３．内在性DNAJC11の免疫沈降産物でのリン酸化修飾の検出と合わせて，内在性SAM50のリン酸化修飾の検討も行う。
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