ミトコンドリアの分裂機構：分裂サイトの初期形成から膜分裂までの解明

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 23770231
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大寺 秀典 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40380612)
• キーワード: ミトコンドリア / 膜形態 / 分裂 / ミトコンドリアダイナミクス

研究概要

ミトコンドリアは融合と分裂によりダイナミックにその形態を変換し、エネルギー産生の他、アポトーシス等を通して真核細胞の生と死を調節するオルガネラである。申請者らのグループは、ミトコンドリア分裂に関わるDrp1：Dynamin-related-protein 1 (GTPase)のノックアウトマウス【全身（胎生致死）、脳】を作成し、分裂が初期胚発生およびシナプス形成（脳神経ネットワーク形成）に必須である事を世界で初めて報告した。近年、ミトコンドリア分裂制御の異常が神経変性疾患、肺動脈高血圧症、筋萎縮症などの一因となることが相次いで報告されてきたが、疾患発症機構および治療法解明の基盤となる“哺乳動物ミトコンドリアの分裂制御機構”の詳細は理解されていない。
申請者は、分裂実行因子Drp1（GTPase）の分裂部位へのリクルートに必須なミトコンドリア膜タンパク質としてMffを同定した(JCB 2010、Small GTPases 2011)。Mffはミトコンドリア分裂の最初のステップに関与しており、分裂反応の全容解明にあたり鍵になるものと期待される。従って、その結合タンパク質を網羅的に同定できればミトコンドリア分裂機構の全容を解明できる可能性が極めて高い。 申請者は、Mffの機能部位解析の過程で、N末端５０アミノ酸が機能領域として重要であることを既に報告している（JCB 2010）。最近、本領域のアミノ酸配列を様々に改変した変異体のうち、 “ミトコンドリア分裂中間体”を形成するものを見いだした。本年度はこの“ミトコンドリア分裂中間体”に含まれるタンパク質を質量分析によりいくつか得た。それらの機能を解析することで世界に先駆けて哺乳動物独自のミトコンドリア分裂機構の全容を解明できると確信する。

研究成果

• [雑誌論文] Fis1 acts as mitochondrial recruitment factor for TBC1D15 that involved in regulation of mitochondrial morphology (2013)
  • 著者名/発表者名: Onoue K, Jofuku A, Ban-Ishihara R, Ishihara T, Maeda M, Koshiba T, Itoh T, Fukuda M, Otera H, Oka T, Takano H, Mizushima N, Mihara K, Ishihara N
  • 雑誌名: J. Cell Sci 巻: 126 ページ: 176-185
  • DOI: doi: 10.1242/jcs.111211.
  • 査読あり
• [雑誌論文] New insights into the function and regulation of mitochondrial fission (2013)
  • 著者名/発表者名: Otera H, Ishihara N, Mihara K
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta 巻: 1833 ページ: 1256-1268
  • DOI: doi: 10.1016/j.bbamcr.2013.02.002
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation and Physiologic Functions of GTPases in Mitochondrial Fusion and Fission in Mammals (2013)
  • 著者名/発表者名: Ishihara N, Otera H, Oka T, Mihara K
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signal 巻: 19 ページ: 389-399
  • DOI: doi: 10.1089/ars.2012.4830
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pex5p imports folded tetrameric catalase into peroxisomes by interaction with Pex13p (2012)
  • 著者名/発表者名: Otera H, Fujiki Y
  • 雑誌名: Traffic 巻: 10 ページ: 1364-1377
  • DOI: doi: 10.1111/j.1600-0854.2012.01391.x.
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial dynamics: functional link with apoptosis (2012)
  • 著者名/発表者名: Otera H, Mihara K
  • 雑誌名: Int J Cell Biol 巻: - ページ: -
  • DOI: doi: 10.1155/2012/821676
  • 査読あり