ミトコンドリア外膜上で起こる分解経路の生理的意義の解明

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 19J00899
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: 篠田 沙緒里 京都産業大学, 総合生命科学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2019-04-25 – 2023-03-31
• Keywords: ミトコンドリア / ミトコンドリア品質管理 / 機能性RNA / RNAseq / ミトコンドリア輸送 / 近位依存性標識法 / 酵母

Outline of Annual Research Achievements

細胞内小器官の一つであるミトコンドリアは細胞内のエネルギー産生や種々の分子の反応場など様々な役割を担う. これらの機能の維持には, ミトコンドリアの外からタンパク質や脂質を取り込むことが必要である. 一方, 核ゲノムにコードされたRNAもミトコンドリアに輸送されることが複数の生物種で報告されている. しかし, タンパク質や脂質の取り込みと異なり, RNAに関しては，輸送されるRNAの種類や輸送経路, 輸送の生理的意義など多くが不明である. 本研究は, ミトコンドリア内の核コードRNAの機能や輸送機構を明らかにするために, まずミトコンドリア内に輸送されうるRNAを網羅的に検出，同定することを目指した.
前年度から引き続き, ミトコンドリア内のRNAのみをAPEX2を用いてビオチンラベルし（近位依存性標識）, RNA-seqによりミトコンドリア内のRNAを同定する系の再現性の確認を行なった. その結果, 再現性よくほとんどのミトコンドリアDNA (mtDNA) にコードされたRNAが，有意にビオチン化濃縮されたRNAとして同定され, この方法がミトコンドリア内のRNAの検出法として有効であることが示された. そしてRNA-seq解析により，mtDNA由来のRNAと同程度に濃縮された核ゲノム由来のRNAのうち再現性の高い遺伝子が複数種同定された. ミトコンドリアへ輸送されるRNAの機能を調べるために遺伝子欠損株を用いた表現系の解析を行なった. ある候補遺伝子において, 遺伝子欠損によりミトコンドリアの膜電位の低下及び酸素消費量の異常が観察された. 本研究によりミトコンドリア内へ輸送されるRNAの厳密な探索が可能となり, また得られた新規輸送RNAはミトコンドリアの機能に必要であることが示唆された.

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。