2013 Fiscal Year Annual Research Report
出芽酵母を用いたＰａｒｋｉｎーＰＩＮＫ１誘導型マイトファジーの分子機構の解明
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24657072
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
遠藤 斗志也 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (70152014)
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| Keywords | 酵母 / ミトコンドリア / PINK1 / Parkin / パーキンソン病 |
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| Research Abstract |
真核生物では異常ミトコンドリアをマイトファジーで選択的に除去する仕組みがあり，哺乳動物ではパーキンソン病の原因遺伝子産物のParkin とPINK1がこの仕組みに関わる。すなわちミトコンドリアが正常に機能している場合はPINK1はサイトゾルで分解され，Parkinはサイトゾルに局在するが，ミトコンドリア機能が低下して膜電位が減少すると，PINK1はミトコンドリア外膜に局在し，Parkinがミトコンドリアにリクルートされる。出芽酵母にはParkin-PINK1が存在しないので，哺乳動物Parkin-PINK1を人為的に発現させることにより，PINK1によるParkinのミトコンドリアへのリクルート，リン酸化，ユビキチン化等に必要な最小限のシステムを解明できると考えた。出芽酵母で恒常的にPINK1をミトコンドリア外膜に局在化させた（Om45との融合タンパク質として発現させた）ところ，膜電位の有無と関係なく，サイトゾルに発現したPink1がミトコンドリアにリクルートされた。このリクルートにはPINK1のキナーゼ活性が必要であった。さらにミトコンドリアにリクルートされたParkinの一部は，哺乳動物細胞の場合と同様，PINK1依存的にリン酸化とユビキチン化が起こることを確認した。したがって，出芽酵母内でPINK1とParkinの機能の一部を再構成することに成功した。さらに，PINK1とParkinの共発現は，哺乳動物細胞におけるマイトファジーが起こるかわりに，酵母の増殖阻害を引き起こし，特に呼吸培地での増殖阻害はPINK1のキナーゼ活性に依存していた。このことから，Parkin-PINK1を人為的に発現させた出芽酵母はParkin-PINK1系の機能解析（Parkin-PINK1以外に必要な因子の検索を行うなど）験を行うことができるよい実験系になると考えられる。
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[Journal Article] Ubiquitin is phosphorylated by PINK1 to activate parkin2014
Author(s)
Koyano F, Okatsu K, Kosako H, Tamura Y, Go E, Kimura M, Kimura Y, Tsuchiya H, Yoshihara H, Hirokawa T, Endo T, Fon EA, Trempe JF, Saeki Y, Tanaka K, Matsuda N
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Journal Title
Nature
Volume: (in press)
DOI
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