2022 Fiscal Year Final Research Report
Mechanisms and roles of degradation of organelles by selective autophagy
Project/Area Number |
20K06552
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
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Research Institution | Niigata University |
Principal Investigator |
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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 / タンパク質分解 / 酵母 / シグナル伝達 |
Outline of Final Research Achievements |
Mitophagy is a selective type of autophagy in which unnecessary mitochondria are sequestered by phagophores and degraded. A comprehensive screen in fission yeast has identified Atg43 and Atg44 to be essential for mitophagy. Atg43 is a mitochondrial outer membrane (MOM) protein. Atg43 binds to Atg8, a phagophore membrane-associated protein. Artificial tethering of Atg8 to the MOM can compensate for the lack of Atg43. Thus, Atg43 stabilizes phagophores on mitochondria by binding to Atg8. Atg44 resides in the mitochondrial intermembrane space. Loss of Atg44 causes abnormal mitochondrial morphology, while its overexpression resulted in mitochondrial fragmentation. Thus, Atg44 likely promotes mitochondrial fission that separates a part of mitochondria for phagophore engulfment. Indeed, artificial fragmentation of mitochondria can compensate for the lack of Atg44. Taken together, Atg43-mdiated phagophore recruitment and Atg44-driven mitochondrial fission are two key processes in mitophagy.
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Free Research Field |
分子生物学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
マイトファジーは真核生物に普遍的に見られ、細胞の恒常性維持や機能発現に重要な役割を果たすと考えられている。本研究では、酵母を用いた探索からマイトファジーに必須の因子を同定し、それぞれの作用機序を明らかにした。特に、マイトファジーには、ミトコンドリアに隔離膜をリクルートする過程と、分解対象のミトコンドリア領域を分裂させて隔離膜に収納する過程が存在することを分子レベルで明確にできた。本研究成果を足がかりに、マイトファジーの制御機構や生理機能の理解が進むと期待できる。また、マイトファジーの人為操作によるミトコンドリア機能の人工的制御につながる可能性がある。
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