Molecular mechanisms of cytoskeletal regulation in response to mitochondrial stress

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43030:Functional biochemistry-related
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: Tanimura Susumu 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 准教授 (90343342)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 武田 弘資 長崎大学, 医歯薬学総合研究科(薬学系), 教授 (10313230)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ミトコンドリアストレス / マイトファジー / リン酸化 / 細胞骨格 / 微小管 / アクチン

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to elucidate the molecular mechanisms of cytoskeletal regulation in response to mitochondrial stress. We revealed that PGAM5, a protein phosphatase cleaved and released from mitochondria during mitophagy in response to mitochondrial stress, induces microtubule stabilization and the dephosphorylation and degradation of cortactin, an actin-binding protein. These findings indicate that PGAM5 may regulate cellular responses by sensing the state of damaged mitochondria and transmitting the signal to the cytoskeleton, revealing a novel molecular mechanism of cytoskeletal regulation initiated by mitochondrial stress.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果の意義は、細胞の生死をコントロールするミトコンドリアが、その損傷の程度に応じて細胞骨格を制御する可能性、またそれが脱リン酸化によって制御される可能性を示した点にある。リン酸化・脱リン酸化は可逆的な反応であることから、ミトコンドリアの損傷の程度に対して柔軟に対応することができる。よって、本研究成果はストレスシグナルに対して適切な細胞応答を誘導する上での細胞骨格制御の重要性を示しており、今後その調節機構のさらなる解明につながると考えられる。