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2014 年度 実績報告書

ミトコンドリアの内部にリソソームが存在するという仮説を証明する研究

研究課題

研究課題/領域番号 25670169
研究機関独立行政法人国立がん研究センター

研究代表者

荒川 博文  独立行政法人国立がん研究センター, 研究所, 分野長 (70313088)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードリソソーム / ミトコンドリア / タンパク質分解 / ミトコンドリア品質管理 / 活性酸素種 / 酸化ストレス / 酸化タンパク質 / Mieap
研究実績の概要

不良なミトコンドリアの蓄積は、ミトコンドリアの機能不全を引き起こし、老化、がん、神経変性疾患、循環器疾患などの原因となり得る。しかしながら、ミトコンドリアの品質管理がどのように行われているかのメカニズムについてはほとんどわかっていない。我々はMieap遺伝子を同定し、そのコードする蛋白質が、ミトコンドリアの構造破壊を伴わないミトコンドリア内へのリソソームタンパク質集積を誘導し(MALM: Mieap-induced Accumulation of Lysosome-like organelles within Mitochondria)、ミトコンドリアの品質管理に極めて重要な役割を果たしている事実を発見した。この研究の目的は、これまでのリソソームの働き、ミトコンドリア内へのタンパク質輸送、ミトコンドリア二重膜の通過孔、ミトコンドリア内蛋白質分解についての教科書の内容を大きく書き換え、これまでに取り残されてきた未知の研究領域を開拓し、細胞生物学におけるパラダイムシフトをおこすことにある。本研究課題においては、MEFを用いた電子顕微鏡解析、及びDABによる免疫電子顕微鏡解析によって、少なくとも4種類(cathepsin-B, cathepsin-D, LAMP1, LAMP2)のリソソームタンパク質が、低酸素ストレスに反応して、正常細胞においても、構造破壊を伴わずに、ミトコンドリア内部へ集積することをあきらかとできた。また、生化学的手法であるプロテネースKプロテクションアッセイによって、免疫電子顕微鏡で得られた結果をcathepsin-Dに関して確認できた。これらの結果から、MALMは少なくともマウスからヒトの細胞に保存されている本質的な細胞機能であると考えられる。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2014

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] p53誘導性蛋白質Mieapによる新規ミトコンドリア品質管理機構 - がん抑制遺伝子p53の新しい機能2014

    • 著者名/発表者名
      荒川博文
    • 雑誌名

      医学のあゆみ

      巻: 250 ページ: 505-510

  • [学会発表] 消化管腫瘍の発生及び進展におけるMieap制御性ミトコンドリア品質管理機構の役割について2014

    • 著者名/発表者名
      中村康之、喜多村憲章、安田さや香、諸田沙織、常木雅之、中西るり、荒川博文
    • 学会等名
      第14回日本ミトコンドリア学会年会
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂(博多)
    • 年月日
      2014-12-04
  • [学会発表] マウス消化管腫瘍の発生及び進展におけるMieap制御性ミトコンドリア品質管理機構の役割2014

    • 著者名/発表者名
      中村康之、喜多村憲章、加美野宏樹、佐野仁哉、荒川博文
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2014-09-26
  • [学会発表] Mieapによって制御されるミトコンドリア品質管理機構とそのがんでの異常について2014

    • 著者名/発表者名
      荒川博文
    • 学会等名
      第73回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(横浜)
    • 年月日
      2014-09-25
    • 招待講演
  • [学会発表] Mitochondrial quality control and cancer - a new function of p532014

    • 著者名/発表者名
      荒川博文
    • 学会等名
      ソウル大学がん研究所国際がんシンポジウム
    • 発表場所
      木浦(韓国)
    • 年月日
      2014-04-17
    • 招待講演
  • [学会発表] p53-dependent and independent functions of Mieap2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Hiroki Kamino, Yuri Saito, Hitoya Sano, Hirofumi Arakawa.
    • 学会等名
      AACR Annual Meeting 2014
    • 発表場所
      San Diego(USA)
    • 年月日
      2014-04-07
  • [学会発表] Frequent inactivation of the Mieap-regulated mitochondrial quality control in pancreatic and breast cancer2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Kamino, Yasuyuki Nakamura, Hitoya Sano, Ryuya Murai, Yuri Saito, Manabu Futamura, Kazuhiro Yoshida, Nobuyuki Hiraoka, Yae Kanai, Ryoji Kushima, Toyomasa Katagiri, Hirofumi Arakawa.
    • 学会等名
      AACR Annual Meeting 2014
    • 発表場所
      San Diego(USA)
    • 年月日
      2014-04-06
  • [学会発表] Specific role of Mieap alpha in Mieap-induced vacuole generation through an interaction with UVRAG2014

    • 著者名/発表者名
      Yasuyuki Nakamura, Hiroki Kamino, Yuri Saito, Noriaki Kitamura, Hitoya Sano, Hirofumi Arakawa.
    • 学会等名
      AACR Annual Meeting 2014
    • 発表場所
      San Diego(USA)
    • 年月日
      2014-04-06

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公開日: 2016-06-01  

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