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2012 年度 実績報告書

ミトコンドリアダイナミクスの制御機構

研究課題

研究課題/領域番号 22370071
研究機関九州大学

研究代表者

三原 勝芳  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (40029963)

研究分担者 大寺 秀典  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40380612)
研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードミトコンドリア / ミトコンドリア融合 / ミトコンドリア分裂 / オルガネラ動態
研究概要

ミトコンドリア(Mtと省略)は外膜、内膜2つの膜に囲まれ好気的ATP産生のほか、カルシウムシグナル伝達やアポトーシスに中心的な役割を果たす。網目状・チューブ状構造をとって細胞内に張り巡らされたMtは細胞の分化や病変に応じて分裂と融合を介してダイナミックに構造を変化させ機能変換をはかる。たとえばアポトーシス時には分裂して膜間スペースのアポトーシス因子[Cytochrome c(Cyt.c)が主役]を放出し死のカスケードを作動させる。Mtの分裂・融合に関わる主要な因子として哺乳類では4つの高分子量GTPaseが知られている。細胞質からリクルートされてMt分裂に関わるダイナミン様蛋白質Drp1、外膜の融合因子Mfn1とMfn2、内膜の融合とクリステ構造の維持に関わる膜間部の(内膜結合型)OPA1である。Mtの分裂・融合の生理的意義は次第に明らかになっているが、反応機構については関与する因子も含めて不明な点が多い。本計画においては、細胞質のDrp1がMtに集積し分裂を実行する機構を明らかにするために研究を行い以下の事柄を明らかにした。
(1)Mt外膜に局在してMt分裂因子Drp1の受容体と考えられていたhFis1がDrp1受容体として機能していないことを明らかにし、さらに(2)Rab-GAPタンパク質TBC1D15がその受容体であることを明らかにした。(3)我々が見いだしたDrp1受容体Mffについてそのノックアウトマウスの作成に成功した。(4)大腸菌で発現したDrp1およびその変異体を精製し、それらの形態、リポソームとの結合、ならびにMtとの結合を電顕ならびに高速原子間力顕微鏡にて解析する作業を開始した。(5)Drp1の発現を抑制するとMtマトリクスに存在するmDNA-蛋白質複合体(ヌクレオイド)のサイズが増大する現象を見いだしその生理的意義と機構の解析を行っている(投稿中)。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Fis1 acts as mitochondrial recruitment of TBC1D15 that involved in regulation of mitochondrial morphology2013

    • 著者名/発表者名
      K. Onoue et al.
    • 雑誌名

      J. Cell Sci.

      巻: 126 ページ: 176-186

    • DOI

      doi:10.1242/jcs.111211

    • 査読あり
  • [雑誌論文] New insights into the function and regulation of mitochondrial fission2013

    • 著者名/発表者名
      H. Otera et al.
    • 雑誌名

      BBA Mol. Cell. Res.

      巻: 1833 ページ: 1256-1268

    • DOI

      doi:10.1016/j.bbamcr.2013

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PINK autophosphorylation upon membrane potential dissipation is essential for Parkin recruitment2012

    • 著者名/発表者名
      K. Okatsu et al.
    • 雑誌名

      Nature Commun.

      巻: 3 ページ: 1-10

    • DOI

      doi:10.1038/ncomms2016

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation and physiologic function of GTPases in mitochondrial fusion and fission in mammals2012

    • 著者名/発表者名
      N. Ishihara et al.
    • 雑誌名

      Antioxidants and Redox Signaling

      巻: 17 ページ: 1-11

    • DOI

      doi:10.1089/ars2012 4830

    • 査読あり
  • [学会発表] Regulation of Mitochondrial Dynamics in Mammals (Tentative title)2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mihara
    • 学会等名
      4th International Symposium on Dynamics of Mitochondria (Keynote Speaker)
    • 発表場所
      Okinawa
    • 年月日
      20131028-20131101
    • 招待講演
  • [学会発表] Regulation of mitochondrial fission in mammals2013

    • 著者名/発表者名
      K. Mihara
    • 学会等名
      12th Asian & Oceanian Congress of Child Neurology
    • 発表場所
      Riyad, Saudi Arabia
    • 年月日
      20130914-20130918
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の生と死をつかさどる小器官ミトコンドリアー機能、形成、動態とその障害2012

    • 著者名/発表者名
      三原勝芳
    • 学会等名
      独創的発想に富む科学者育成プログラム「出る杭をのばすヘリックスプロジェクト」採択事業「七人の侍による記念講演」
    • 発表場所
      秋田市
    • 年月日
      20121224-20121224
    • 招待講演
  • [学会発表] 特別講演「ミトコンドリア分裂の制御機構とその障害」2012

    • 著者名/発表者名
      三原勝芳
    • 学会等名
      第12回に本ミトコンドリア学会
    • 発表場所
      つくば市
    • 年月日
      20121220-20121221
    • 招待講演
  • [学会発表] Mechanism and physiological significance of Drp1-dependent mitochondrial fission in mammals2012

    • 著者名/発表者名
      K. Mihara
    • 学会等名
      Asian Society of Mitochondrial Research and Medicine & Conference of Chinese Society of Mitochondrial Research and Medicin
    • 発表場所
      Beijin
    • 年月日
      20121102-20121106
    • 招待講演

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公開日: 2014-07-24  

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