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Regulation of cellular functions by phospholipids

Research Project

Project/Area Number 20K06643
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionNational Institute of Infectious Diseases (2023)
Kyushu University (2020-2022)

Principal Investigator

Miyata Non  国立感染症研究所, 細胞化学部, 室長 (10529093)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywordsミトコンドリア / リン脂質 / ホスファチジルセリン / ホスファチジルエタノールアミン / リン脂質合成制御 / G0細胞 / ミトコンドリアエネルギー代謝 / 静止期細胞 / エネルギー代謝 / AMPK / Acc1 / Pyc1 / 細胞小器官
Outline of Research at the Start

我々はこれまでに、出芽酵母を長期培養し、培地中の炭素源が枯渇した際に誘導される静止期細胞への分化およびマイトファジーが、ミトコンドリアにおけるリン脂質、ホスファチジルエタノールアミン(PE)の合成不全によって促進されることを見出している。そこで本研究では、出芽酵母におけるミトコンドリアPEを介した細胞分化およびマイトファジーの制御機構を解明する。また、出芽酵母で得た知見をもとに、哺乳動物細胞において、ミトコンドリアPEを低下させることで癌細胞増殖抑制および幹細胞分化促進が可能かを検証する。

Outline of Final Research Achievements

In the present research, we attempted to elucidate the regulatory mechanism of cellular phospholipid biosynthesis and its physiological significance by using mammalian culture cell and yeast systems and revealed the following: (1) Mtochondria-derived phosphatidylethanolamine (PE) has a role in regulation of the cellular energy sensor, AMPK/Snf1 and affects quiescence (G0) entry in yeast. Furthermore, synthetic pathway of mitochondrial PE could be a potential target for therapy against Rb1-deficient cancer cells. (2) the regulatory mechanisms for subcellular localization and abundance of PE-synthesizing enzyme, Psd1 in yeast. (3) Topology of mammalian phosphatidylserine (PS)-synthesizing enzyme, PSS1 in the endoplasmic reticulum membrane.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を通じ、代表者はリン脂質合成制御機構およびその生理的意義について独創性の高い成果を挙げた。これらの成果は、細胞の環境変化に応じた細胞機能、細胞運命の制御機構の理解に大きく貢献するものと考えられる。さらに本研究で明らかとなった、ミトコンドリア由来PEを介したG0細胞分化制御機構や、Rb1欠損性乳がん細胞の増殖におけるミトコンドリア由来PE依存性は、今後再生医療やがん治療など医療面の発展に貢献するものと考えられる。また、PSS1の膜配向性解析から示唆されたPSS1活性制御機構は、Lenz-Majewski症候群やがんなど、諸疾患の病態、治療法解明に貢献するものと期待される。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Invited: 4 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Weill Cornell Medical College(米国)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Regulation of mitochondrial function and cell proliferation via mitochondria-derived phosphatidylethanolamine2023

    • Author(s)
      宮田 暖
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 95 Issue: 3 Pages: 379-383

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2023.950379

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2023-06-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] Mitochondrial phosphatidylethanolamine synthesis affects mitochondrial energy metabolism and quiescence entry through attenuation of Snf1/AMPK signaling in yeast2022

    • Author(s)
      Miyata Non、Ito Takanori、Nakashima Miyu、Fujii Satoru、Kuge Osamu
    • Journal Title

      The FASEB Journal

      Volume: 36 Issue: 7

    • DOI

      10.1096/fj.202101600rr

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topology of phosphatidylserine synthase 1 in the endoplasmic reticulum membrane2021

    • Author(s)
      Non Miyata and OsamuKuge
    • Journal Title

      Protein Science

      Volume: 30 Issue: 11 Pages: 2346-2353

    • DOI

      10.1002/pro.4182

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Recent insights into peroxisome biogenesis and associated diseases2020

    • Author(s)
      *Fujiki, Y., Abe, Y., Imoto, Y., Tanaka, A.J., Okumoto, K., Honsho, M., Tamura, S., Miyata, N., Yamashita, T., Chung, W.K., and Kuroiwa, T.
    • Journal Title

      J. Cell Sci.

      Volume: 133 Issue: 9 Pages: 236943-236943

    • DOI

      10.1242/jcs.236943

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 出芽酵母におけるホスファチジルセリン脱炭酸酵素1(Psd1) 制御機構の解析2024

    • Author(s)
      宮田 暖
    • Organizer
      第204回酵母細胞研究会例会
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      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 小胞体およびミトコンドリアにおけるホスファチジルセリン脱炭酸酵素1(Psd1)量の制御2023

    • Author(s)
      宮田 暖
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母においてミトコンドリアにおけるPE合成は、Snf1/AMPKの抑制を介してミトコンドリアエネルギー代謝、静止期進入を低下させる。2022

    • Author(s)
      宮田 暖
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      第45回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] ERMESを介した小胞体-ミトコンドリア間PS輸送のin vivo評価系の確立2022

    • Author(s)
      宮田 暖
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      第64回日本脂質生化学会
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  • [Presentation] ミトコンドリア由来ホスファチジルエタノールアミンによる静止期細胞分化制御2021

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      宮田 暖
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      第63回日本脂質生化学会
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      宮田 暖
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      宮田 暖
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      宮田 暖
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  • [Presentation] 出芽酵母においてポストダイオキシックシフト期に増加するホスファチジルエタノールアミンの機能解析2020

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      宮田 暖
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      第61回日本脂質生化学会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ミトコンドリア由来ホスファチジルエタノールアミンを介した細胞周期と分化の制御2020

    • Author(s)
      宮田 暖
    • Organizer
      第93回日本生化学会大会
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  • [Book] ミトコンドリアを介したリン脂質輸送・代謝制御2023

    • Author(s)
      宮田 暖
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758104098
    • Related Report
      2022 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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