メーデー ! 細胞の緊急応答手順を起動させる方法(Mayday! How to Activate a Cell’s Emergency Response Procedures)

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2024-07-05 カリフォルニア工科大学(Caltech)

カリフォルニア工科大学の研究では、細胞がストレス状況下で品質管理メカニズムを活性化し、ダメージを修復する方法が特定されました。研究はデビッド・チャン教授の指導下で行われ、「Molecular Cell」誌に掲載されました。細胞には4つのストレス経路があり、それぞれがキナーゼというタンパク質を活性化し、EIF2というタンパク質をリン酸化して細胞の通常機能を停止させます。これにより、細胞は緊急事態に集中できます。また、リン酸化されたEIF2はミトコンドリアの表面に組み込まれ、品質管理応答を活性化します。このメカニズムは、アルツハイマー病やパーキンソン病などの研究に重要です。

<関連情報>

統合ストレス応答のHRI分枝がマイトファジーを選択的に引き起こす The HRI branch of the integrated stress response selectively triggers mitophagy

Yogaditya Chakrabarty,Zheng Yang,Hsiuchen Chen,David C. Chan
Molecular Cell  Published:February 09, 2024D
OI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2024.01.016

Graphical abstract

メーデー ! 細胞の緊急応答手順を起動させる方法(Mayday! How to Activate a Cell’s Emergency Response Procedures)

Highlights

  • Heme-regulated inhibitor branch of the integrated stress response drives mitophagy
  • Mitochondrial localization of phospho-EIF2α is crucial for mitophagy induction
  • Several types of mitophagy, including PINK1/PARKIN, are regulated by HRI
  • HRI and PINK1/PARKIN are parallel pathways for mitophagy with distinct mechanisms

Summary

To maintain mitochondrial homeostasis, damaged or excessive mitochondria are culled in coordination with the physiological state of the cell. The integrated stress response (ISR) is a signaling network that recognizes diverse cellular stresses, including mitochondrial dysfunction. Because the four ISR branches converge to common outputs, it is unclear whether mitochondrial stress detected by this network can regulate mitophagy, the autophagic degradation of mitochondria. Using a whole-genome screen, we show that the heme-regulated inhibitor (HRI) branch of the ISR selectively induces mitophagy. Activation of the HRI branch results in mitochondrial localization of phosphorylated eukaryotic initiation factor 2, which we show is sufficient to induce mitophagy. The HRI mitophagy pathway operates in parallel with the mitophagy pathway controlled by the Parkinson’s disease related genes PINK1 and PARKIN and is mechanistically distinct. Therefore, HRI repurposes machinery that is normally used for translational initiation to trigger mitophagy in response to mitochondrial damage.

生物工学一般
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