Regulation of membrane traffic by ROCO family kinase LRRK1/2

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18H02612
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 48040:Medical biochemistry-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Hanafusa Hiroshi 名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (00345844)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: LRRK1 / EGFR / Mitophagy / Rab7

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on the function of LRRK1 in (1) EGFR intracellular trafficking and (2) mitophagy, a selective autophagy to remove damaged mitochondria. Regarding (1), we found that LRRK1 and the phosphatase PTEN regulate EGFR intracellular trafficking by phosphorylating and dephosphorylating small G protein Rab7, respectively. Regarding (2), LRRK1 is phosphorylated and activated by ULK1, which phosphorylates Rab7 on damaged mitochondria and recruits ATG9, an important factor for the formation of isolation membrane. We also found that LRRK1 may competitively regulate mitophagy with LRRK2.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞の癌化メカニズムの解明や、パーキンソン病など脳変性疾患の発症メカニズムの解明は、高齢化社会にある日本において喫緊の課題である。本研究からLRRK1-Rab7経路によるEGFRリソソーム分解機構の一端が明らかとなり、細胞癌化の理解に貢献できた。またパーキンソン病発症に重要と考えられているマイトファジーに関し、LRRK1がParkin依存的な損傷ミトコンドリア除去に必須であることを明らかにした。本研究成果は、マイトファジーの新たな一面を明らかにしただけでなく、LRRK2によるマイトファジー制御にも新たな視点を与えるものである。