2016/05/06 (FRI)

若年性パーキンソン病原因遺伝子産物(PINK1とParkin)によるミトコンドリア品質管理の調節機構の解明

キーワード:研究活動

OBJECTIVE.

私たちの体で使われるエネルギーの多くは、ミトコンドリアと呼ばれる細胞内の小器官で産生されます。

ミトコンドリアはエネルギーを産生する際に生じた活性酸素種(ROS)で障害を受けることがあり、障害が蓄積したミトコンドリアは積極的に分解・排斥されます。このような機構をミトコンドリアの品質管理と呼び、若年性パーキンソン病原因遺伝子産物(PINK1とParkin)が重要な役割を果たしています。しかし、PINK1とParkinがどのように細胞内の環境に応答して調節されているかは分かっていませんでした。このたび、立教大学理学部の岡敏彦教授のグループは、徳島大学藤井節郎記念医科学センターの小迫英尊教授のグループと共に、環状AMP(cAMP)という低分子物質がタンパク質にリン酸を付加する修飾(リン酸化)を介してPINK1とParkinのミトコンドリアへの標的化を制御し、ミトコンドリア品質管理を抑制することを発見しました。

立教大学の赤羽しおりPD(ポストドクトラルフェロー)と宇野碧大学院生は、cAMPの細胞内濃度を上昇させるとPINK1とParkinが障害を受けたミトコンドリアに標的化しなくなることを発見しました。さらに、この現象は、cAMPがミトコンドリアタンパク質(MIC60とMIC19)をリン酸化修飾することで生じることを突き止めました。今回の研究成果はパーキンソン病の病態のさらなる理解に貢献するだけでなく、細胞内環境に応じた調節機構の発見により、環境が大きく変化する細胞分化の際にもミトコンドリア品質管理が新たな役割を果たすことを示唆しています。

本研究の成果は米国学術誌「Molecular Cell」に5月5日(米国東海岸時間)付にて発表されました。

論文情報

タイトル PKA regulates PINK1 stability and Parkin recruitment to damaged mitochondria through phosphorylation of MIC60
著者 Shiori Akabane, Midori Uno, Naoki Tani, Shunta Shimazaki, Natsumi Ebara, Hiroki Kato, Hidetaka Kosako, and Toshihiko Oka
誌名 Molecular Cell

※本研究は、立教大学と日本学術振興会(JSPS)および科学技術振興機構(JST)戦略的創造研究推進事業(CREST)「ライフサイエンスの革新を目指した構造生命科学と先端的基盤技術」研究領域(研究総括:東京都医学総合研究所 田中啓二所長)における研究課題「ミトコンドリアをハブとする構造機能ネットワークの解明」(研究代表者:京都産業大 遠藤斗志也教授)の一環として行われました。また、本論文の出版経費の一部を立教大学学術推進特別重点資金(SFR)により補助していただきました。