結論から言うと、飢餓によりバルクオートファジーが誘導される際には、PKAが活性化しており、PKAがDRP1をリン酸化することでミトコンドリアの分裂を阻害し、ミトコンドリアを伸長させることで、バルクオートファジーによるミトコンドリアの分解が起きないようにしていることを示した論文。
本日は「During autophagy mitochondria elongate, are spared from degradation and sustain cell viability (ミトコンドリアが伸長することで、オートファジーによる分解から免れ、細胞のviabilityが維持される)」という論文で、イタリア Department of Cell Physiology and Medicine, University of Geneva の Dr. Luca Scorranoのグループによる研究。（論文サイトへのlink→*1）
ミトコンドリアの形態(morphology)*2が、バルクオートファジー*3に対する細胞の運命を左右しているという論文です。
具体的には、バルクなオートファジーが起きている際に、ミトコンドリアを伸長させておくことでオートファジーによる分解から逃れることができるという仕組みです。確かに、飢餓条件なのにATP産生を担うミトコンドリアが失われるのはまずいですもんね。
あと、飢餓により誘導される細胞死って何なんでしょうか？何がトリガーになるアポトーシス(？)なのか、分子機構を調べたいです。覚えていたら追記します。
興味を持たれた方はabstractもどうぞ。
A plethora of cellular processes, including apoptosis, depend on regulated changes in mitochondrial shape and ultrastructure. The role of mitochondria and of their morphology during autophagy, a bulk degradation and recycling process of eukaryotic cells’ constituents, is not well understood. Here we show that mitochondrial morphology determines the cellular response to macroautophagy. When autophagy is triggered, mitochondria elongate in vitro and in vivo. During starvation, cellular cyclic AMP levels increase and protein kinase A (PKA) is activated. PKA in turn phosphorylates the pro-fission dynamin-related protein 1 (DRP1), which is therefore retained in the cytoplasm, leading to unopposed mitochondrial fusion. Elongated mitochondria are spared from autophagic degradation, possess more cristae, increased levels of dimerization and activity of ATP synthase, and maintain ATP production. Conversely, when elongation is genetically or pharmacologically blocked, mitochondria consume ATP, precipitating starvation-induced death. Thus, regulated changes in mitochondrial morphology determine the fate of the cell during autophagy.
(私訳と勝手な注釈)
アポトーシスを含む多数の細胞プロセスは、ミトコンドリアの形状と超微細構造の調節された変化に依存しています。真核細胞の構成要素のバルク分解とリサイクルプロセスであるオートファジーと、ミトコンドリアの形態との関係性はよく理解されていません。この論文では、ミトコンドリアの形態がマクロオートファジーに対する細胞応答を制御することを示しています。オートファジーが引き起こされると、in vitroおよびin vivoでミトコンドリア伸長が観察されました。飢餓の際には、細胞のcAMPレベルが増加し、プロテインキナーゼA（PKA）が活性化されます。PKAはDRP1をリン酸化し、リン酸化によりミトコンドリアに局在するDRP1が減少し、ミトコンドリア融合をもたらします。伸長したミトコンドリアは、オートファジーの分解から免れ、より多くのクリステを持ち、ATPシンターゼの二量体化と活性のレベルを高め、ATPの生産を維持します。逆に、伸長が遺伝的または薬理学的にブロックされると、ミトコンドリアはATPを消費し、飢餓による細胞死を引き起こします。したがって、ミトコンドリアの形態の調節された変化は、オートファジー中の細胞の運命を決定します。
