| 研究課題/領域番号 |
16K07354
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
久下 理 九州大学, 理学研究院, 教授 (30177977)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | リン脂質輸送 / ミトコンドリア / ホスファチジルセリン / ホスファチジルエタノールアミン / Ups2 / Mdm35 |
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| 研究実績の概要 |
ミトコンドリアは、外膜と内膜の二重の生体膜で囲まれており、それら生体膜は、カルジオリピン（CL）とホスファチジルエタノールアミン（PE）を豊富に持つ特徴的なリン脂質組成を示す。酵母と哺乳動物のミトコンドリアには、ホスファチジン酸（PA）からCLを生合成するために必要な一連の酵素とPEを合成するホスファチジルセリン（PS）脱炭酸酵素が存在する。しかしこれら酵素は、ミトコンドリア内膜の内層あるいは外層に局在するため、これら酵素によるCLとPEの生合成には、その合成原料となるPAあるいはPSがそれぞれ生合成された場所からミトコンドリア外膜に輸送され、さらにそれに引き続く外膜横断輸送と内膜への輸送や内膜横断輸送が必要である。従って、これら経路のリン脂質の輸送機構を解明することが、ミトコンドリアにおけるリン脂質代謝の理解に不可欠である。しかしこれまで、ミトコンドリア内でのリン脂質輸送機構は、ほとんど理解されておらず、当該輸送因子としては、外膜から内膜へPAを選択的に輸送でき、ヒトにオルソログを持つ酵母のUps1-Mdm35複合体が同定されているのみであった。そこで我々は、酵母のミトコンドリア内リン脂質輸送に関与する新規因子の同定を試み、その結果、Ups1のホモログであり、Mdm35と複合体を形成するUps2（別名Gip5）がPSのミトコンドリア外膜から内膜への輸送に関与することを明らかにした。興味深いことに、Ups2-Mdm35複合体によるPS輸送は、酵母の培養条件により、呼吸活性が上昇したミトコンドリア内で活発となり、呼吸活性の低いミトコンドリア内ではあまり機能していないことが示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初に予定したUps2の機能解明を試みた。その結果、Mdm31と複合体を形成したUps2がミトコンドリア内でリン脂質輸送を行う機能を持つことを明らかにすることができ、その研究成果をJ Cell Biolに発表することができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
１）Ups2-Mdm35複合体によるミトコンドリア内PS輸送の生理的意義を詳細に解析する。
２）これまでの研究により、ミトコンドリア内膜タンパク質のMdm31（別名Gip4）が欠損するとCLが部分的に減少し、モノリゾ（ML）CLが蓄積することを明らかにしている。MLCLは、Barth syndromeの原因と関連するCLアシル基置換反応中間体であり、この蓄積は病態との関連から大変に興味深い。またこれまでに、Mdm31の遺伝子が、PAのミトコンドリア外膜と内膜間の輸送に関与するUPS1遺伝子と遺伝学的相互作用を示すことも明らかにした。従って、これまでの予備的解析からMdm31はPAやMLCLなどリン脂質のミトコンドリア内輸送に関与する可能性が非常に高いと考えられる。そこで平成29年度は、Mdm31の機能解明を試みる。具体的には、（1）野生株とMdm31欠損株のリン脂質代謝を各種放射性アイソトープ化合物を用いた代謝標識とパルスーチェイス実験により徹底的に解析し、Mdm31欠損株のリン脂質代謝における損傷点を明らかにする。（2）Mdm31と相互作用するタンパク質を検索・同定し、その機能解析を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究の進捗状況から、平成29年度はUps2とMdm31の2種類のタンパク質の機能解析を予定しており、1種類のタンパク質（Ups2）の機能解析を主に行った平成28年度より多額の消耗品費が必要と考えられる。また、28年度の研究は予想以上に順調にすすみ、研究経費の面からも効率よく研究成果が得られた。そこで28年度の研究費の一部を29年度に使用することとした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
研究を実施するにあたり、酵母細胞の培養・継代に必要な培地と変異株選択に必要な抗生物質、プラスチック実験器具、ガラス実験器具、脂質代謝を解析するための放射性薬品、分子生物学的解析に必要な試薬・実験器具、タンパク質の解析に必要な各種薬品、抗体等の消耗品が必要であり、研究費のほとんどは消耗品費に充てる。また、研究費の一部は、少額備品、当該研究領域の国内研究者との研究打合せ、および国内成果発表のための旅費に充てる予定である。
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