2023 Fiscal Year Final Research Report
Elucidating the molecular mechanism of mitochondrial outer membrane fusion using In vitro reconstruction of membrane fusion
Project/Area Number |
21K06054
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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 43020:Structural biochemistry-related
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Research Institution | Kurume University |
Principal Investigator |
Ban Tadato 久留米大学, 分子生命科学研究所, 准教授 (00579667)
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Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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Keywords | ミトコンドリア / 膜融合 / GTPase / 再構成 / バキュロウイルス発現 / カイコ / GTP / カルジオリピン |
Outline of Final Research Achievements |
Mitochondria are essential organelles for ATP production, phospholipid metabolism, and apoptosis. In mammalian cells, mitochondria continuously move and undergo frequent fusion and fission. Mitochondrial fusion and fission are closely related to mitochondrial functions. In this study, we focused on the driving force of mitochondrial outer membrane fusion. To better understand how the mitochondrial fusion GTPase Mfn2 mediates membrane fusion, we developed assays to analyze the membrane fusion reaction using recombinant proteins and liposomes. We examined the biophysical properties of Mfn2 and found that Mfn2 has a membrane fusion-prone activity that is dependent on GTP hydrolysis. We also found that the mitochondria-localized lipid CL is essential for Mfn2-mediated membrane fusion.
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Free Research Field |
蛋白質科学
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、ミトコンドリアの機能発現の根幹の1つであるミトコンドリア膜融合の分子メカニズムの解明を目的としたものである。今回の研究から、膜融合のおけるGTP加水分解タンパク質Mfn2の駆動メカニズム、脂質組成の寄与を明らかにすることができた。ミトコンドリア膜の融合・分裂によるミトコンドリアの動的制御は、エネルギー代謝、細胞死、自然免疫の制御などに関連する。さらに動的制御の破綻が、神経変性疾患、がん、糖尿病などに観察される。本研究から得られた結果は、ミトコンドリアの生理機能、病気の発症機構の理解につながり、広く社会に還元できるものであると考えられる。
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