Elucidation of the integrated cellular network for mitochondrial biogenesis

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 15H05705
• Research Category: Grant-in-Aid for Specially Promoted Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto Sangyo University
• Principal Investigator: ENDO Toshiya 京都産業大学, 生命科学部, 教授 (70152014)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TAMURA Yasushi 山形大学, 理学部, 教授 (50631876)
• Project Period (FY): 2015 – 2021
• Keywords: ミトコンドリア / タンパク質輸送 / 脂質輸送 / オルガネラ / 生体膜 / コンタクトサイト / クライオ電子顕微鏡

Outline of Final Research Achievements

We determined the cryo-EM structures of the TOM complex, an import gate for mitochondrial proteins, and the SAM complex, a machinery for  barrel protein folding and insertion into the outer membrane, which opened up a new phase in the study of cell ular protein trafficking. We discovered a new quality control mechanism for mistargeted membrane proteins , which involves not only mitochondria but also the ER. We established experimental systems to monitor inter organelle and intra organelle lipid traf ficking and to search for organelle contact sites , which contribute to the elucidation of cellular lipid trafficking.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

既存ミトコンドリアへのタンパク質や脂質の輸送はミトコンドリア生合成の中心的機構である。本研究により、構造生物学的視点および、他のオルガネラとの連携という視点から、ミトコンドリア生合成機構の根本的原理に迫ることができた。こうした原理解明により、ミトコンドリアの機能欠損や品質管理の低下に伴うパーキンソン病をはじめとするヒトの病気の治療法の開発や、ミトコンドリア膜へのタンパク質組込みの効率を制御することで老化を防ぐなどの可能性が開けることが期待される。

Free Research Field

構造生物学
分子細胞生物学