2020 年度研究成果報告書

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

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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
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
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。
自由記述の分野	分子細胞生物学
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。