ミトコンドリア外膜の透過口の新機能の発見~透過口が関わる病態やミトコンドリアDNA漏出の機構解明に期待~

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2025-08-27 京都産業大学

京都産業大学生命科学部の遠藤斗志也教授らの研究グループは、クライオ電子顕微鏡を用いて、ミトコンドリア外膜に存在する「小分子・イオンの透過口」の6量体構造の解明に成功しました。この構造的知見を基に、変異体解析によって透過口の機能との関係も明らかにしています。特に、ミトコンドリアDNAの漏出に関与するメカニズムや、透過口が関与する病態の深い理解へとつながる成果として期待されます。この研究成果は国際学術誌『Nature Communications』に掲載されました。

ミトコンドリア外膜の透過口の新機能の発見~透過口が関わる病態やミトコンドリアDNA漏出の機構解明に期待~
図1: クライオ電子顕微鏡で決定した酵母ポリン(Por1)の6量体構造

<関連情報>

ミトコンドリアポリンのオリゴマー形成に基づく機能 Oligomer-based functions of mitochondrial porin

Hironori Takeda,Saori Shinoda,Chiho Goto,Akihisa Tsutsumi,Haruka Sakaue,Chunming Zhang,Takashi Hirashima,Yuta Konishi,Haruka Ono,Yu Yamamori,Kentaro Tomii,Hiroya Shiino,Yasushi Tamura,Solène Zuttion,Bruno Senger,Sylvie Friant,Hubert D. Becker,Yuhei Araiso,Nanako Kobayashi,Noriyuki Kodera,Masahide Kikkawa & Toshiya Endo
Nature Communications  Published:25 July 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-62021-4

Abstract

Porin, or the voltage-dependent anion channel (VDAC), is a primary β-barrel channel in the mitochondrial outer membrane. It transports small metabolites and ions through its β-barrel pore and plays key roles in apoptosis and inflammatory response. Here we report the cryo-electron microscopy structure of yeast porin (Por1) in its hexameric form at 3.2 Å resolution. This structure allows us to introduce various mutations at the protomer interfaces, uncovering three critical functions of Por1 assembly beyond transport. Por1 binds unassembled Tom22, a subunit of the mitochondrial protein import gate (the TOM complex), to facilitate protein import into the intermembrane space, maintains proper mitochondrial lipid composition in the outer membrane through lipid scramblase activity, and contributes to the retention and regulated loss of mitochondrial DNA, in cooperation with nucleases identified through screening enabled by the obtained Por1 mutant.

生物化学工学
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