2019 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of the communication zone between endosomes and mitochondria
Publicly Offered Research
| Project Area | Toward an integrative understanding of functional zones in organelles |
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| Project/Area Number |
18H04850
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
大場 雄介 北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | バイオイメージング / ミトコンドリア / エンドソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Ras-PI3Kシグナルの制御ペプチドとして同定したRAPEL配列の結合因子探索から、ミトコンドリアタンパク質VDAC2を同定した。VDAC2は生化学的にRAPELと結合することが確認された。またノックダウンによりRas-PI3Kのエンドソーム局在、クラスリン非依存性エンドサイトーシス、およびエンドソームの成熟化が抑制され、過剰発現によりこれらが亢進した。すなわち、VDAC2はRas-PI3Kによるエンドサイトーシスの制御を正にコントロールする因子であることが明らかになった。
ミトコンドリアタンパク質であるVDAC2がどのようにしてエンドサイトーシス制御に関与するかについては、ライブセルイメージングによりミトコンドリアとエンドソームが一過性の接触を繰り返している現象を見出し、それを起点に解析を進めた。VDAC2をノックダウンすると両者の相互作用は有意に低下した。一方、早期エンドソームマーカーがミトコンドリアとの接触することから接触過程でエンドソームの成熟が進むことが示唆された。そこで、光遺伝学手法を用いてミトコンドリアとエンドソームの接触を誘発したところ、エンドソームの成熟化が進み、VDAC2ノックダウンでその成熟化が抑制された。したがってVDAC2はエンドソームとミトコンドリアのtethering factorであると同時に、その連携ゾーンにおける働きも重要であることが示唆された。
一方、他のミトコンドリアに局在する他のRAPEL結合因子としてGC1も同定された。GC1はVDAC2とは異なり、Ras-PI3Kシグナルを負に制御した。以上の結果はエンドソームとミトコンドリアの連携ゾーンでは正と負のコミニュケーションが同時に存在し、これにより緻密に機能が制御されている可能性が示唆された。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Calcium Wave Promotes Cell Extrusion2020
Author(s)
Takeuchi Y、Narumi R、Akiyama R、Vitiello E、Shirai T、Tanimura N、Kuromiya K、Ishikawa S、Kajita M、Tada M、Haraoka Y、Akieda Y、Ishitani T、Fujioka Y、Ohba Y、 Yamada S、Hosokawa Y、Toyama Y、Matsui T、Fujita Y
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Journal Title
Current Biology
Volume: 30
Pages: 670～681.e6
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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