| 研究課題/領域番号 |
17K15120
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
宮田 暖 九州大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (10529093)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | リン脂質 / ミトコンドリア |
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| 研究実績の概要 |
ミトコンドリア外膜-内膜間PS輸送に関与する既知因子であるUps2および、エンドソーム局在型PE合成酵素Psd2を二重欠損した出芽酵母を作成し、これらと併せて欠損すると合成生育障害を示すようになる遺伝子を探索した。このような遺伝子は小胞体-ミトコンドリア外膜もしくはミトコンドリア外膜-内膜間PS輸送に関与する可能性が考えられる。この遺伝学的スクリーニングの結果、小胞体膜タンパク質であるIce2を同定した。Ice2の欠損酵母は、ミトコンドリアにおけるPE合成速度の遅延を示した。また、Ice2欠損酵母においてミトコンドリア局在型PE合成酵素Psd1の酵素活性自体は低下していなかった。これらのことより、Ice2は、小胞体-ミトコンドリア外膜間のPS輸送に関与する因子であることが強く示唆された。現在Ice2によるPS輸送機構について、より詳細な解析を行っている。
一方、通常、出芽酵母におけるPAのミトコンドリア外膜-内膜間輸送の大部分は、Ups1が担っており、Ups1欠損酵母においてはCL合成の大幅な低下が見られる。しかし、Ups2やPsd1の欠損により、ミトコンドリアにおけるPE合成が低下するとUps1非依存的なCL合成経路が活性化されることを見出した。またこの新奇CL合成経路には、ミトコンドリア内膜タンパク質であるFmp30、Mdm31、Mdm32が必須であった。さらに、Mdm31は、ミトコンドリア外膜タンパク質Por1と強く結合していた。これらの事より、Mdm31はPor1と結合する事でミトコンドリア外膜-内膜接触部位を形成し、Ups1非依存的なPA輸送を媒介していることが示唆された。
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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
ミトコンドリア外膜-内膜PS輸送因子であるUps2とエンドソーム型PE合成酵素であるPsd2を二重欠損した酵母と合成生育障害を示す遺伝子のスクリーニングでは、当初の期待通り、小胞体-ミトコンドリア外膜間のPS輸送に関与すると考えられる遺伝子を同定する事に成功し、現在詳細な解析を進めている。
また、Ups2の解析を進める中で、ミトコンドリア外膜-内膜間PA輸送因子Ups1欠損酵母において、Ups2やPsd1を欠損により、ミトコンドリア内PE合成が低下するとUps1非依存的なCL合成経路が活性化される事、この経路にFmp30、Mdm31、Mdm32が関与している事を見出し、論文発表した。さらにこの新奇CL合成経路の分子機構の解析を目指し、Mdm31の結合因子を探索した所、ミトコンドリア外膜タンパク質Por1を同定した。出芽酵母におけるPor1の欠損はCL合成の著しい減少を示した。このことよりPor1は、Ups1依存的、非依存的CL合成経路両者にとって重要な役割を果たしていると考えられる。現在、この成果についても論文投稿準備中である。
このように、出芽酵母を用いたミトコンドリア内リン脂質輸送機構の研究において多数の新規因子の同定に成功し、現在個々の因子の解析を精力的に進めている。これらは、当初の計画を上回る成果といえる。なお、Ups2の哺乳動物ホモログの解析も予定していたが、出芽酵母における新規因子の解析と論文発表を優先して実施する事とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成29年度に発見したFmp30、Mdm31、Mdm32によるUps1非依存的なCL合成経路は、Ups2やPsd1の欠損により、ミトコンドリアPEの合成が低下した時に活性化され、CL合成における主経路となる。しかし、この経路が生理的条件下においてどのような環境下でCLの維持に寄与しているかは不明である。そこで、Fmp30、Mdm31、Mdm32欠損酵母や、Ups1Ups2欠損酵母を様々な栄養条件下や、ストレス下で培養し、それら条件下におけるCL合成能を観察する。
さらに、Mdm31-Por1が形成すると考えられる新規ミトコンドリア外膜-内膜接触部位のCL合成経路に関する機能解析も併せて行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成29年度は、出芽酵母を用いた研究において、複数の新規因子の同定に成功するなど、当初予想を越える成果を得たため、これら知見の論文発表を優先させた。このため、当初予定していた哺乳動物細胞を用いた研究を先送りにしたことによって、これに使用するために計上していた研究費を使用しなかった。
平成30年度は、引き続き平成29年度に同定された新規因子の論文発表に向けた解析を継続し、これが終了した後、Ups2の哺乳動物ホモログの機能解析に移行する予定であり、これらの研究に対して研究費を使用する。
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