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Development of a Lipidomics Platform for Analysis of Lipid Metabolism in Intracellular Symbiosis

Research Project

Project/Area Number 21K05131
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 34020:Analytical chemistry-related
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

Aoki Motohide  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (30418917)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords細胞内共生 / 脂質代謝 / LCMS / バイオマーカー / 細胞内小器官 / リピドミクス / LC-MS / LC/MS / 生体膜脂質 / 質量分析
Outline of Research at the Start

ミトコンドリアや葉緑体といったオルガネラを生み出した細胞内共生は、細胞の中に細胞が共生することにより新たな機能と構造を獲得する機会を生物にもたらす細胞進化の大きな原動力となっている。真核細胞の進化過程を解き明かす上で、細胞内共生がどのように成立し、維持されているのかを分子レベルで詳細に理解することが求められる。本課題では、先端的液体クロマトグラフィタンデム質量分析法による細胞内共生研究モデル生物の脂質一斉解析(リピドミクス)技術基盤の構築に取り組む。これをさらに、細胞内共生成立過程における脂質挙動解析へ応用して、生体膜脂質が細胞内共生に果たす役割およびメカニズムの解明を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we conducted a detailed analysis of lipid metabolism in the process of intracellular symbiosis using the green alga Chlorella, which coexists with the ciliate Paramecium bursaria, as a model. First, we established a lipid profiling technique using high-sensitivity liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS), thereby building a foundation for comprehensively analyzing lipid components within cells. In particular, we successfully identified potential lipid components involved in intracellular symbiosis by thoroughly analyzing the changes in lipid profiles in response to the state of the cells and the presence or absence of symbiosis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の成果として、細胞内共生モデル生物における脂質機能を深く理解するための分析技術基盤を構築できた。この基盤を用いることで、共生過程で変動する脂質を経時的に追跡し、その役割とメカニズムを詳細に解明することが可能となった。また、構築された分析技術を用いたバイオマーカー探索により、細胞内小器官の脂質代謝異常に関連した疾患の早期診断や治療法の開発にも貢献できる見込みがある。本研究の成果は、細胞内共生と脂質代謝の関係を解明する上で重要な知見を提供し、今後の細胞生物学研究における新たな展開を促進するものである。

Report

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

    (18 results)

All 2024 2023 2022 2021 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Plastoquinone Lipids: Their Synthesis via a Bifunctional Gene and Physiological Function in a Euryhaline Cyanobacterium, Synechococcus sp. PCC 70022023

    • Author(s)
      Kondo Mimari、Aoki Motohide、Hirai Kazuho、Ito Ryo、Tsuzuki Mikio、Sato Norihiro
    • Journal Title

      Microorganisms

      Volume: 11 Issue: 5 Pages: 1177-1177

    • DOI

      10.3390/microorganisms11051177

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] リピドミクスで紐解く細胞内共生の姿 ―細胞内共生成立過程における生体膜脂質ダイナミクス解明に向けて2023

    • Author(s)
      青木 元秀
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 55(6) Pages: 78-79

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    • Author(s)
      Kondo Mimari、Aoki Motohide、Hirai Kazuho、Sagami Taku、Ito Ryo、Tsuzuki Mikio、Sato Norihiro
    • Journal Title

      Frontiers in Plant Science

      Volume: 14 Pages: 01-14

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1181180

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      伊藤 凌,遠藤 瑞季,青木 元秀,大久保 秀士,藤原 祥子,佐藤 典裕
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      末永 祐磨,大澤 泰樹,劉 智志,高松 利寛,青木 元秀,松村 有里子,岩澤 篤郎,沖野 晃俊
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      川﨑 悠平, 横田 壮眞, 青木 元秀, 熊田 英峰, 梅村 知也, 内田 達也
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      太田 高志,柳井 優作,清水 祐哉,沖野 晃俊, 前本 佑樹,青木 元秀,梅村 知也,岩井 貴弘,千葉 光一
    • Organizer
      2021生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
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  • [Presentation] Development of the single cell sampling device for ICP-MS elemental analysis2021

    • Author(s)
      Motohide Aoki, Takao Yasui, Yanbei Zhu, Akitoshi Okino, Tomonari Umemura
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
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  • [Presentation] ICP AES/MS simultaneous analysis of single human cells applying high-throughput infrared desolvation system2021

    • Author(s)
      Takashi Ohta, Mako Yoshida, Yusaku Yanagii, Yuki Maemoto, Motohide Aoki, Takahiro Iwai, Tomonari Umemura, Koichi Chiba, Akitoshi Okino
    • Organizer
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
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    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] シアノバクテリアの新規脂質合成遺伝子とそのバイオフィルム形成への貢献の発見

    • URL

      https://www.toyaku.ac.jp/lifescience/newstopics/2023/1027_5989.html

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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