Investigation of the promotion of endosome maturation by mitochondrion-endosome association

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K16115
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 48020:Physiology-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Satoh Aya 北海道大学, 医学研究院, 博士研究員 (90854662)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: エンドサイトーシス / ミトコンドリア / 細胞内シグナル伝達 / 蛍光イメージング / オルガネラ間相互作用

Outline of Final Research Achievements

We here identify voltage-dependent anion channel 2 (VDAC2), a mitochondrial outer membrane protein, as a binding partner of phosphoinositide 3-kinase (PI3K), a regulator of clathrin-independent endocytosis downstream of the small GTPase Ras. VDAC2 tethers endosomes positive for the Ras-PI3K complex to mitochondria in response to cell stimulation with epidermal growth factor and promotes clathrin-independent endocytosis, as well as endosome maturation at membrane association sites. With an optogenetics system to induce mitochondrion-endosome association, we find that, in addition to its structural role in such association, VDAC2 is functionally implicated in the promotion of endosome maturation.

Free Research Field

細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

正常な細胞機能に重要なオルガネラは、その破綻により多くの疾患の原因にもなり得る。ミトコンドリアやエンドソームの機能障害が関連する疾患はパーキンソン病、アルツハイマー病、がんなど多岐にわたり、未だ発症機序が不明な疾患も多く存在する。本研究によりミトコンドリアとエンドソームの相互作用により発揮される新たな機能が明らかにされたことから、異種オルガネラ間相互作用という新しい視点から、疾患の原因解明や新たな治療法の開発に繋がることが期待される。