2022 Fiscal Year Annual Research Report
選択的オートファジーによるオルガネラ分解の機構と意義の解明
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20K06552
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
福田 智行 新潟大学, 医歯学系, 准教授 (90415282)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | オートファジー / オルガネラ / ミトコンドリア / マイトファジー / タンパク質分解 / 酵母 / シグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞の代謝を制御するTOR複合体 は、細胞の生存や老化に重要な役割を果たす。TOR複合体の適度な抑制は、ヒトを含む様々な生物種で寿命を延伸することが確認され、アンチエイジングの研究対象となっている。TOR複合体はオートファジーを負に制御する。そのため、TOR複合体の抑制によって寿命が延伸するメカニズムには、オートファジーの活性化、特にオートファジーによるミトコンドリアの選択的な分解（マイトファジー）が関与している可能性がある。そこで、分裂酵母をモデルにマイトファジーに必須の因子を探索し、Tom70、MIM複合体、Atg43とAtg44を同定した。
Atg43はC末端の膜貫通領域でミトコンドリア外膜にアンカーされ、N末端を細胞質胞質側に配向する。このN末端領域は、隔離膜の因子Atg8と結合することが分かった。したがって、Atg43はAtg8を介して隔離膜形成の場をリクルートするレセプターとして機能するといえる。また、Tom70とMIM複合体はAtg43の外膜への局在を補助することが示唆されたため、これら因子はAtg43のミトコンドリア局在化を通じてマイトファジーに貢献する可能性がある。
Atg44はミトコンドリアの膜間腔に局在し、欠損するとミトコンドリア形態に異常が見られ、過剰発現するとミトコンドリアが断片化することを確認した。したがって、Atg44はミトコンドリアの一部を切り離し、隔離膜に収納可能な断片を作り出すことで、マイトファジーを促進する可能性がある。人工的にミトコンドリアを断片化させると、Atg44欠損株のマイトファジーが回復したため、この仮説は支持された。
以上に加え、マイトファジー欠損株の表現型解析から、オートファジーによるミトコンドリアの分解は飢餓時の生存維持に重要であったため、細胞老化・寿命への関与が示唆された。
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