A02-3
オルガネラ構成タンパク質の寿命制御
代表研究者 山野 晃史
東京医科歯科大学難治疾患研究所 准教授
https://www.tmd.ac.jp/mri/section/pathophysiological/fmp/
researchmap: https://researchmap.jp/yamano_K
分担研究者 藤岡 優子
北海道大学遺伝子病制御研究所生命分子機構分野 准教授
https://mechanism.igm.hokudai.ac.jp/
researchmap: https://researchmap.jp/yfujioka
東京医科歯科大学難治疾患研究所 准教授
https://www.tmd.ac.jp/mri/section/pathophysiological/fmp/
researchmap: https://researchmap.jp/yamano_K
分担研究者 藤岡 優子
北海道大学遺伝子病制御研究所生命分子機構分野 准教授
https://mechanism.igm.hokudai.ac.jp/
researchmap: https://researchmap.jp/yfujioka
概要
オルガネラは細胞内部に存在する固有の形態や機能を有する構造体である。細胞はオルガネラ構造を獲得したことにより、様々な環境下で複数の化学反応を並行することが可能となったと考えられている。また、各オルガネラに局在するタンパク質はそれぞれが数分から数ヶ月と多様な寿命をもって代謝回転しており、それがオルガネラのアイデンティティーを決定している。オルガネラ研究の長い歴史の中で、オルガネラ固有の化学反応や、各オルガネラに局在するタンパク質の配送の仕組みは詳細に研究されているが、個々のオルガネラタンパク質の分解経路、その様式、寿命決定のエレメントは不明な点が数多く残っている。本研究では、オルガネラタンパク質の寿命決定において、新しい分解様式と作動原理を発見を目指す。特に、ミトコンドリアとメンブレントラフィックと液-液相分離で形成される非膜オルガネラに焦点をあて、それらの寿命を正確に測定する方法を考案し、それを制御する中核分子を同定する。そして、オルガネラを構成するタンパク質群の寿命を制御する作動原理を見出す。
- Hayashida R, Kikuchi R, Imai K, Kojima W, Yamada T, Iijima M, Sesaki H, Tanaka K, *Matsuda N, *Yamano K. Elucidation of ubiquitin-conjugating enzymes that interact with RBR-type ubiquitin ligases using a liquid-liquid phase separation-based method. J Biol Chem 299, 102822 (2023)
- Kojima W, *Yamano K, Kosako H, Imai K, Kikuchi R, Tanaka K, Matsuda N. Mammalian BCAS3 and C16orf70 associate with the phagophore assembly site in response to selective and non-selective autophagy. Autophagy 17, 2011-2036 (2021)
- *Yamano K, Kikuchi R, Kojima W, Hayashida R, Koyano F, Kawawaki J, Shoda T, Demizu Y, Naito M, Tanaka K, *Matsuda N. Critical role of mitochondrial ubiquitination and the OPTN-ATG9A axis in mitophagy. J Cell Biol 219, e201912144 (2020)
- Fujioka Y, Alam JM, Noshiro D, Mouri K, Ando T, Okada Y, May AI, Knorr RL, Suzuki K, Ohsumi Y, *Noda NN. Phase separation organizes the site of autophagosome formation. Nature 578, 301-305 (2020)
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- #Yamamoto H, #Fujioka Y (#co-first), #Suzuki SW, Noshiro D, Suzuki H, Kondo-Kakuta C, Kimura Y, Hirano H, Ando T, *Noda NN, *Ohsumi Y. The intrinsically disordered protein Atg13 mediates supramolecular assembly of autophagy initiation complexes. Dev Cell 38, 86-99 (2016)
- Yamano K, Fogel AI, Wang C, van der Bliek AM, *Youle RJ. Mitochondrial Rab GAPs govern autophagosome biogenesis during mitophagy. eLife 3, e01612 (2014)
- Hasson SA, Kane LA, Yamano K, Huang CH, Sliter DA, Buehler E, Wang C, Heman-Ackah SM, Hessa T, Guha R, Martin SE, *Youle RJ. High-content genome-wide RNAi screens identify regulators of parkin upstream of mitophagy. Nature 504, 291-295 (2013)
- #Ohnishi M, #Yamano K (#co-first), *Sato M, *Matsuda N, *Okamoto K. Molecular mechanisms and physiological functions of mitophagy. EMBO J 40, e104705 (2021)
- *Yamano K, Matsuda N, Tanaka K. The ubiquitin signal and autophagy: an orchestrated dance leading to mitochondrial degradation. EMBO Rep 17, 300-316 (2016)