2014 Fiscal Year Research-status Report
PINK1によるミトコンドリアの形態制御と機能調節
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26440106
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| Research Institution | Rikkyo University |
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Principal Investigator |
岡 敏彦 立教大学, 理学部, 教授 (40263321)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では線虫と動物細胞を用いて，タンパク質リン酸化酵素であるPINK1のミトコンドリア形態における役割を解析している。本年度は次の点を中心に研究を進めた。
１，線虫PINK-1が司るミトコンドリア形態制御機構：線虫PINK-1は，その発現抑制により体壁筋細胞のミトコンドリア形態に異常を引き起こす。しかし，この過程の下流には，既知のPINK1標的因子であるParkin（線虫PDR-1）は必要としないため，RNAiスクリーニングによりこの過程に働く因子を，ミトコンドリア形態を指標に検索した。１次スクリーニングの結果，pink-1の発現抑制と似た表現形を示す遺伝子（rnh-1.0）を１つ見出した。
２，PINK1/Parkinを介した新たな細胞死（ネクローシス）：ユビキチンリガーであるParkinはPINK1と共に膜電位の低下したミトコンドリアに標的化し外膜タンパク質をユビキチン化することで，特定のミトコンドリアを排除すると考えられている。私達はPINK1の恒常的な活性化によりParkinが常に働き続けることで，細胞死を引き起こすことを見出した。この細胞死は，ミトコンドリアの膜電位を無くす薬剤を添加することでも引き起こされる。また，アポトーシス阻害剤で細胞死が停止しないことから，ネクローシスであると推定できる。この細胞死は，全てのミトコンドリアがPINK1/Parkinにより排斥されることで引き起こされると考えられたが，実際はミトコンドリア排斥に働くオートファジーの因子に依存せず，また死細胞にはミトコンドリアが検出できることから，PINK1/Parkinがミトコンドリアの排斥ではなく別の機構で細胞死を引き起こすことが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
「線虫PINK-1が司るミトコンドリア形態制御機構」については，当初の予定通り，スクリーニングにより候補遺伝子を見出した。予想よりは少ない遺伝子数であったが次の解析を予定通り進める。「PINK1/Parkinを介した新たな細胞死（ネクローシス）」についても計画通り進み，PINK1/Parkinによる細胞死の機構の全容が捉えられるところまで来た。
「PINK1のミトコンドリア標的化・安定化機構」については，PINK1には典型的なMTS以外にミトコンドリアに標的化出来る配列があることが分かり，共同研究者とともに論文として報告したが，ミトコンドリア側のマシナリーであるTOM/TIM複合体の詳細な要求性を今後検討する必要がある。「PINK1/Parkinを介したミトコンドリア品質管理の新たな制御機構」では，PKAによる候補のミトコンドリアタンパク質のin vitroリン酸化反応を再構成したので，今後は細胞内での役割を詳細に解析する。
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| Strategy for Future Research Activity |
「線虫PINK-1が司るミトコンドリア形態制御機構」については，スクリーニングで見出したrnh-1.0とpink-1との関連性を検討していく。「PINK1/Parkinを介した新たな細胞死（ネクローシス）」では，この細胞死を引き起こす直接的な原因となるタンパク質の同定を進めるとともに，この新たな細胞死の機構を論文にまとめる予定である。「PINK1のミトコンドリア標的化・安定化機構」と「PINK1/Parkinを介したミトコンドリア品質管理の新たな制御機構」は当初の計画に沿って，TOM/TIM複合体との関連性や候補タンパク質のミトコンドリア排斥における役割を検討していく。
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| Causes of Carryover |
初年度のため２年次以降より多く予算配分していたが，研究の立ち上げが順調に進み，予想より少ない支出で研究を進めることが出来た。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度の残額は次年度とあわせ，主に消耗品費に割り当てる予定である。
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