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選択的ミトコンドリア分解の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04784
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 細胞生物学
研究機関大阪大学

研究代表者

岡本 浩二  大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (40455217)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2017年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードミトコンドリア / オートファジー / ユビキチン化 / 小胞体関連分解 / 出芽酵母 / タンパク質分解 / ユビキチンリガーゼ / マイトファジー / オルガネラ膜接触 / ミトコンドリアゲノム
研究成果の概要

ミトコンドリアを選択的に丸ごと分解するプロセスは、生物種を超えて保存された普遍的な機構であり、オートファジーの仕組みを利用していることから、「マイトファジー」と呼ばれる。マイトファジーはミトコンドリアの質・量管理に貢献しており、その破綻は様々な病態を引き起こすと考えられている。本研究では、出芽酵母のマイトファジーを駆動するミトコンドリア外膜タンパク質Atg32の量と局在の制御について解析を進めた。その結果、マイトファジーが促進されるより前の段階において、Atg32の一部は小胞体へと運ばれ、小胞体関連分解経路によりユビキチン化されることで、量が負に制御されていることを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまでの研究から、マイトファジーが誘導される際、オートファジーの仕組みをミトコンドリアへリクルートするための「分別マーク」の発現が転写レベルで促進され、ミトコンドリア表面に厳密に標的化されて蓄積すること、リン酸化などの翻訳後修飾によって分別マークの活性が調節されていることがわかってきた。一方、本研究は、ミトコンドリアの外膜へアンカーされるべき分別マークの一部が、別のオルガネラである小胞体に運ばれてユビキチン化され、プロテアソームによる分解を受けることで、マイトファジーが負に制御されている可能性を提起している。小胞体関連分解のマイトファジーへの関与も、これまでにない新規の概念である。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 5件、 招待講演 8件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] ジョンズホプキンス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] ジョンズホプキンス大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Detection of mitophagy in mammalian cells, mice, and yeast2020

    • 著者名/発表者名
      Calvelli Hannah、Krigman Judith、Onishi Mashun、Narendra Derek P.、Sun Nuo、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      Methods in Cell Biology

      巻: 155 ページ: 557-579

    • DOI

      10.1016/bs.mcb.2019.10.006

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Repression of mitochondrial metabolism for cytosolic pyruvate-derived chemical production in Saccharomyces cerevisiae2019

    • 著者名/発表者名
      Morita Keisuke、Matsuda Fumio、Okamoto Koji、Ishii Jun、Kondo Akihiko、Shimizu Hiroshi
    • 雑誌名

      Microbial Cell Factories

      巻: 18 号: 1 ページ: 177-177

    • DOI

      10.1186/s12934-019-1226-6

    • NAID

      120006734920

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Paf1 complex transcriptionally regulates the mitochondrial-anchored protein Atg32 leading to activation of mitophagy2019

    • 著者名/発表者名
      Zheng Liangde、Shu Wen-Jie、Li Yu-Min、Mari Muriel、Yan Chaojun、Wang Dehe、Yin Zhao-Hong、Jiang Wei、Zhou Yu、Okamoto Koji、Reggiori Fulvio、Klionsky Daniel J.、Song Zhiyin、Du Hai-Ning
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 19 号: 8 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1080/15548627.2019.1668228

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Mammalian Mitophagy Receptor, Bcl2-L-13, Recruits the ULK1 Complex to Induce Mitophagy2019

    • 著者名/発表者名
      Murakawa Tomokazu、Okamoto Koji、Omiya Shigemiki、Taneike Manabu、Yamaguchi Osamu、Otsu Kinya
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 26 号: 2 ページ: 338-345.e6

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2018.12.050

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Mitochondrial Stasis Reveals p62-Mediated Ubiquitination in Parkin-Independent Mitophagy and Mitigates Nonalcoholic Fatty Liver Disease2018

    • 著者名/発表者名
      Yamada Tatsuya、Murata Daisuke、Adachi Yoshihiro、Itoh Kie、Kameoka Shoichiro、Igarashi Atsushi、Kato Takashi、Araki Yoichi、Huganir Richard L.、Dawson Ted M.、Yanagawa Toru、Okamoto Koji、Iijima Miho、Sesaki Hiromi
    • 雑誌名

      Cell Metabolism

      巻: 28 号: 4 ページ: 588-604.e5

    • DOI

      10.1016/j.cmet.2018.06.014

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The ER membrane insertase Get1/2 is required for efficient mitophagy in yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Onishi Mashun、Nagumo Sachiyo、Iwashita Shohei、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 503 号: 1 ページ: 14-20

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.04.114

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The TORC1 signaling pathway regulates respiration-induced mitophagy in yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Liu Yang、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 502 号: 1 ページ: 76-83

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2018.05.123

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Nem1-Spo7 protein phosphatase complex is required for efficient mitophagy in yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Xu Xueyan、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 496 号: 1 ページ: 51-57

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2017.12.163

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phosphatidic Acid and Cardiolipin Coordinate Mitochondrial Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Kameoka Shoichiro、Adachi Yoshihiro、Okamoto Koji、Iijima Miho、Sesaki Hiromi
    • 雑誌名

      Trends in Cell Biology

      巻: 28 号: 1 ページ: 67-76

    • DOI

      10.1016/j.tcb.2017.08.011

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Assays for Mitophagy in Yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Eiyama Akinori、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1567 ページ: 337-347

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6824-4_20

    • ISBN
      9781493968220, 9781493968244
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assays for mitophagy in yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Eiyama A, Okamoto K
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1567 ページ: 337-347

    • DOI

      10.1007/7651_2017_11

    • ISBN
      9781493977499, 9781493977505
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of mitophagy via endoplasmic reticulum membrane-bound factors2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asia Conference on Mitochondria & Metabolism in Health and Disease
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of mitochondrial clearance via factors on the endoplasmic reticulum2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      The 16th Conference of Asian Society for Mitochondrial Research and Medicine
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The TORC1 signaling pathway regulates respiration-induced mitophagy in yeast2019

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      第19回日本蛋白質科学会年会 第71回日本細胞生物学会大会 合同年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of mitochondrial clearance via ER factors2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      第18回日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of mitochondrial clearance via factors on the endoplasmic reticulum2018

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      Keystone Symposium on Mitochondrial Biology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Upstream events regulating Atg32-mediated mitophagy2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      EMBO Workshop on Mitochondrial Quality Control
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Signaling pathways regulating mitophagy in yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Koji
    • 学会等名
      FASEB Science Research Conference on Mitochondrial Biogenesis and Dynamics in Health, Disease and Aging
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 酵母が語るマイトファジー誘導の分子機構2017

    • 著者名/発表者名
      岡本浩二
    • 学会等名
      蛋白研セミナー
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.fbs.osaka-u.ac.jp/labs/okamoto/Okamoto_Lab/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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