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Parkinの活性化と膜移行の再構成系および素反応の解析

研究課題

研究課題/領域番号 18K06237
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関公益財団法人東京都医学総合研究所

研究代表者

山野 晃史  公益財団法人東京都医学総合研究所, 基礎医科学研究分野, 主席研究員 (30547526)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードミトコンドリア / ユビキチン / オートファジー / マイトファジー / Parkin / PINK1 / RBR型E3 / RBRリガーゼ
研究成果の概要

ミトコンドリアの品質管理は細胞の恒常性維持にとって必要不可欠である。遺伝性パーキンソン病の原因遺伝子産物であるParkinとPINK1は膜電位の低下した不良ミトコンドリアを認識し、その外膜にユビキチンを付加させる。本研究ではこの反応におけるE2酵素を同定し、Parkinの活性化と膜への移行を再構成することを目的とした。in cellでParkinと相互作用するE2酵素を複数同定し、単離ミトコンドリアを利用したユビキチン化反応を再構成した。本研究で構築した手法はユビキチンとオートファジーを橋渡しするアダプターの機能解析にも応用し、OPTNがATG9Aと相互作用するという発見につながった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

ダメージを受けた不良ミトコンドリアを適切に除去することは細胞の恒常性維持に重要であり、その機能が破綻するとパーキンソン病などの神経変性疾患に陥る。本研究は不良ミトコンドリアを選択的に分解・除去するParkinとPINK1の機能解析に焦点を当てた。そしてParkinの活性化に必要なユビキチン結合酵素を複数同定し、ミトコンドリアのユビキチン化反応を再構成した。また、不良ミトコンドリアがオートファジーによって正しく認識されるための新規な相互作用(OPTN-ATG9A)を見出した。これらの成果は不良ミトコンドリア分解の根本的理解の一助となった。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mammalian BCAS3 and C16orf70 associate with the phagophore assembly site in response to selective and non-selective autophagy2021

    • 著者名/発表者名
      Kojima W, Yamano K, Kosako H, Imai K, Kikuchi R, Tanaka K, Matsuda N
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: - 号: 8 ページ: 1-26

    • DOI

      10.1080/15548627.2021.1874133

    • NAID

      120007174412

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular mechanisms and physiological functions of mitophagy2021

    • 著者名/発表者名
      Onishi Mashun、Yamano Koji、Sato Miyuki、Matsuda Noriyuki、Okamoto Koji
    • 雑誌名

      The EMBO Journal

      巻: 40 号: 3 ページ: 1-1

    • DOI

      10.15252/embj.2020104705

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Critical role of mitochondrial ubiquitination and the OPTN?ATG9A axis in mitophagy2020

    • 著者名/発表者名
      Yamano Koji、Kikuchi Reika、Kojima Waka、Hayashida Ryota、Koyano Fumika、Kawawaki Junko、Shoda Takuji、Demizu Yosuke、Naito Mikihiko、Tanaka Keiji、Matsuda Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 219 号: 9 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1083/jcb.201912144

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two sides of a coin: Physiological significance and molecular mechanisms for damage-induced mitochondrial localization of PINK1 and Parkin2020

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Noriyuki、Yamano Koji
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: in press ページ: 16-24

    • DOI

      10.1016/j.neures.2020.03.009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Two different axes CALCOCO2-RB1CC1 and OPTN-ATG9A initiate PRKN-mediated mitophagy2020

    • 著者名/発表者名
      Yamano Koji、Youle Richard J.
    • 雑誌名

      Autophagy

      巻: 16 号: 11 ページ: 2105-2107

    • DOI

      10.1080/15548627.2020.1815457

    • 関連する報告書
      2020 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] Parkin‐mediated ubiquitylation redistributes MITOL/March5 from mitochondria to peroxisomes2019

    • 著者名/発表者名
      Koyano Fumika、Yamano Koji、Kosako Hidetaka、Kimura Yoko、Kimura Mayumi、Fujiki Yukio、Tanaka Keiji、Matsuda Noriyuki
    • 雑誌名

      EMBO reports

      巻: 20 号: 12

    • DOI

      10.15252/embr.201947728

    • NAID

      120006942558

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Parkin recruitment to impaired mitochondria for nonselective ubiquitylation is facilitated by MITOL2019

    • 著者名/発表者名
      Koyano Fumika、Yamano Koji、Kosako Hidetaka、Tanaka Keiji、Matsuda Noriyuki
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 294 号: 26 ページ: 10300-10314

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.006302

    • NAID

      120006959752

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Critical Roles of Ubiquitin and Autophagy Adaptors in Mitochondria-Selective Degradation2020

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamano
    • 学会等名
      第93回日本生化学会大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ストレスに応答した損傷ミトコンドリアの選択的分解2019

    • 著者名/発表者名
      山野 晃史
    • 学会等名
      第14回日本臨床ストレス応答学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitochondrial Degradation: Dance with Ubiquitin and Autophagy2019

    • 著者名/発表者名
      Koji Yamano
    • 学会等名
      AUS-OsakaMito2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] ユビキチンプロジェクトHP

    • URL

      http://www.igakuken.or.jp/protein/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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