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 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23770231
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 細胞生物学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 大寺 秀典 九州大学, 医学研究院, 助教 (40380612)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: 生体膜

研究概要

ミトコンドリアの分裂は細胞機能の維持に極めて重要であり、その破綻は老化、神経変性疾患などにおける神経細胞死などの原因となる。細胞質に存在するダイナミンファミリー型GTPaseであるDrp1がミトコンドリア分裂の実行因子として働く。内在性Drp1は、ミトコンドリア上にドット状構造物として観察される。MffをRNAi抑制するとミトコンドリアが伸長して、それに伴いDrp1は細胞質に散在してしまう。それとは対照的にMffの過剰発現によりDrp1のリクルートが促進されミトコンドリア分裂が亢進する。従って、Mffはミトコンドリア分裂に必用なDrp1リクルートの際の受容体であることを示唆している。Drp1はおそらくMffと共にミトコンドリア膜面上に自己会合により巻き付き膜を切断する。MIEF1はDrp1と結合してDrp1の自己会合を促進してGTP加水分解活性を阻害する。一方、MffはMIEF1によるDrp1加水分解活性の阻害をキャンセルする。これらの結果から、MIEF1はGTP結合型Drp1と結合して加水分解を停止させ、この間ミトコンドリア上でDrp1の自己会合を安定化させるのではないかと予想される。

研究成果

• [雑誌論文] Regulation and physiologic function of GTPases in mitochondrial fusion and fission in mammals. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihara N, Otera H, Oka T, Mihara K.
  • 雑誌名: Antioxid Redox Signaling. 2012 Oct 1.
  • URL: http://online.liebertpub.com/doi/abs/10.1089/ars.2012.4830
• [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. ページ: 1364-1377
  • DOI: DOI:10.1111/j.1600-0854.2012.01391.x
• [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: International J. Cell Biol.
  • DOI: DOI:10.1155/2012/821676
• [雑誌論文] Fis1 acts as mitochondrial recruitment factor for TBC1D15 that involved in regulation of mitochondrial morphology.
  • 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.
  • DOI: DOI:10.1242/jcs.111211
• [雑誌論文] New insights into the function and regulation of mitochondrial fission.
  • 著者名/発表者名: Otera H, Ishihara N, Mihara K.
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta.
  • DOI: DOI:10.1016/j.bbamcr.2013.02.002
• [学会発表] ミトコンドリアの分裂を司る分子とその機能 (2011)
  • 著者名/発表者名: 大寺秀典、三原勝芳
  • 学会等名: 日本生化学会大会 シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 20110000
• [備考]
  • URL: http://www.med.kyushu-u.ac.jp/seisaseibutupeople/otera.html