国立大学法人東海国立大学機構 黑料网大学院理学研究科の小原 圭介 助教、嘉村 巧 教授らは、名古屋市立大学大学院理学研究科の中務 邦雄 准教授との共同研究で、細胞内小器官のミトコンドリア注1）が新しい细胞に遗伝する际の仕组みを発见しました。
本研究では、ミトコンドリアが积み荷として、モータータンパク质ミオシン注2）（货物车に相当）によって目的地（新しい细胞）に运ばれた后に、ミオシンとミトコンドリアを繋ぎ止めている留め具タンパク质惭尘谤1が积极的に壊されることで、ミトコンドリアが、ミオシンから解放されて自由に动き回ることを発见しました。留め具タンパク质惭尘谤1の分解が起こらないと（积み荷の荷降ろしが滞ると）、ミトコンドリアの分布や形态、更には働きに异常が生じて、有毒な活性酸素が多く产出されることも分かりました。これは、タンパク质を积极的に分解する「プロテオリシス」の新しい役割として注目すべき発见です。この成果は主に酵母を用いた実験で得られました。この仕组みによって、酵母は増殖して新しい细胞を生み出す际にミトコンドリアを正常に遗伝させていると考えられます。
本研究により、细胞内で様々な积み荷を降ろす过程で、留め具タンパク质の分解が起こっているか否かを検証する研究が惹起されると考えられます。また、ミトコンドリアをはじめとした、细胞小器官の输送や分布の异常に伴う疾病の原因解明や、创薬が进むと期待されます。
本研究成果は、2022年4月14日午後6時（日本時間）付オープンアクセスの学術誌「Nature Communications」オンライン版に掲載されました。
本研究は、日本学术振兴会科学研究费助成事业の支援のもとで行われたものです。
?酵母はミトコンドリアを积み荷として、目的地の新しい细胞（娘细胞）に运んだのちに、留め具タンパク质である惭尘谤1を分解して货物车であるミオシンから降ろしていた。
?惭尘谤1は特定のタンパク质を狙って分解する、ユビキチン?プロテアソームシステム注３）によって分解されていた。
?ミトコンドリアが目的地に到达する前に惭尘谤1が分解されてしまわないように、目的地付近に到达したミトコンドリアに结合している惭尘谤1にリン酸化修饰が施され、それが惭尘谤1のユビキチン化と分解を引き起こしていた。
?惭尘谤1の分解が滞ると、ミトコンドリアがミオシンと解离できず、ミオシンの动きに引きずられて异常な分布を示し、ミトコンドリアの形态异常や机能异常をもたらした。また、それに伴って有毒な活性酸素が増产されていた。
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注1）ミトコンドリア：
细胞内小器官の一つであり、エネルギーである础罢笔を好気呼吸によって生み出す。その一方で、有毒な活性酸素の主な発生源にもなる。酵母では、ミトコンドリアは惭尘谤1という留め具タンパク质を介して、ミオシン（下记参照）に结合してアクチンケーブル上を运ばれ、新たに生まれる娘细胞に分配されて遗伝する。
注2）ミオシン：
细胞骨格であるアクチンケーブル上を动き、积み荷を输送するモータータンパク质の一种。
注3）ユビキチン?プロテアソームシステム：
細胞の中で不要になったタンパク質、有害なタンパク質、特定のプロセスにブレーキを掛けるタンパク質などは、状況に応じて積極的に分解される必要がある。分解されるべきタンパク質にはユビキチンという小さいタンパク質が目印として付加され、そのユビキチンに次のユビキチンが付加され、ということが繰り返されて、ユビキチンの鎖（ポリユビキチン鎖）が形成される。ポリユビキチン鎖が付加されたタンパク質は、巨大なタンパク质分解酵素複合体であるプロテアソームによって分解される。この一連のシステムをユビキチン?プロテアソームシステムという。
雑誌名：Nature Communications
論文タイトル：Proteolysis of adaptor protein Mmr1 during budding is necessary for mitochondrial homeostasis in Saccharomyces cerevisiae
着者：Obara K*#, Yoshikawa T*, Yamaguchi R, Kuwata K, Nakatsukasa K, Nishimura K, and Kamura T#
下线：本学教员 *：等しく贡献 #：责任着者
DOI: 10.1038/s41467-022-29704-8
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