小胞体とミトコンドリアが手をつなぐ仕組み~発達障害の原因解明に期待~

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2025-04-18 東京大学

東京大学の研究チームは、哺乳類細胞内で小胞体とミトコンドリアを物理的につなぐタンパク質として、PDZD8が果たす役割を明らかにした。PDZD8は小胞体膜上でERMES様ドメインを介してミトコンドリアと結合し、両細胞小器官間の相互作用を調整することが判明。また、PDZD8は自閉症の遺伝的原因候補の一つとされており、本研究は発達障害の病因理解や治療標的の探索にも貢献する。成果は細胞生物学・神経科学の進展にもつながるものと期待されている。

<関連情報>

ミトコンドリアの複雑性はPDZD8-FKBP8テザリングを介してER-ミトコンドリア接触部位で制御されている Mitochondrial complexity is regulated at ER-mitochondria contact sites via PDZD8-FKBP8 tethering

Koki Nakamura,Saeko Aoyama-Ishiwatari,Takahiro Nagao,Mohammadreza Paaran,Christopher J. Obara,Yui Sakurai-Saito,Jake Johnston,Yudan Du,Shogo Suga,Masafumi Tsuboi,Makoto Nakakido,Kouhei Tsumoto,Yusuke Kishi,Yukiko Gotoh,Chulhwan Kwak,Hyun-Woo Rhee,Jeong Kon Seo,Hidetaka Kosako,Clint Potter,Bridget Carragher,Jennifer Lippincott-Schwartz,Franck Polleux & Yusuke Hirabayashi
Nature Communications  Published:17 April 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-58538-3

小胞体とミトコンドリアが手をつなぐ仕組み~発達障害の原因解明に期待~

Abstract

Mitochondria-ER membrane contact sites (MERCS) represent a fundamental ultrastructural feature underlying unique biochemistry and physiology in eukaryotic cells. The ER protein PDZD8 is required for the formation of MERCS in many cell types, however, its tethering partner on the outer mitochondrial membrane (OMM) is currently unknown. Here we identify the OMM protein FKBP8 as the tethering partner of PDZD8 using a combination of unbiased proximity proteomics, CRISPR-Cas9 endogenous protein tagging, Cryo-electron tomography, and correlative light-electron microscopy. Single molecule tracking reveals highly dynamic diffusion properties of PDZD8 along the ER membrane with significant pauses and captures at MERCS. Overexpression of FKBP8 is sufficient to narrow the ER-OMM distance, whereas independent versus combined deletions of these two proteins demonstrate their interdependence for MERCS formation. Furthermore, PDZD8 enhances mitochondrial complexity in a FKBP8-dependent manner. Our results identify a novel ER-mitochondria tethering complex that regulates mitochondrial morphology in mammalian cells.

医療・健康
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