老化・疾病に伴いミトコンドリア内に生じるタンパク質凝集解析モデルの構築
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21K19717
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 59:Sports sciences, physical education, health sciences, and related fields
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
松島 雄一 九州大学, 医学研究院, 助教 (20571342)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / タンパク質凝集体 / 凝集体 / タンパク質凝集 |
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| Outline of Research at the Start |
生体内で生じるタンパク質凝集は、異常なタンパク質が細胞内や細胞外で不溶化し高密度の集合体(=凝集体)を形成する現象であり、疾病や老化の一因と考えられている。ミトコンドリアでも老化や疾病に伴い凝集体が観察されるが、この凝集体が与える影響については不明である。本研究はミトコンドリアに生じる凝集体の解析の足がかりとして、ミトコンドリア凝集体モデルの構築やミトコンドリア凝集体の検出法の開発を目的としている。
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体内で生じるタンパク質凝集は、誤って折り畳まれたタンパク質が細胞内または細胞外で不溶化し高密度の集合体(=凝集体)を形成する現象であり、近年このタンパク質凝集と疾病や老化との関係性に注目が集まっている。ミトコンドリアにおいても電子顕微鏡を用いた組織切片の解析により、老化や疾病に伴い脳や骨格筋の一部のミトコンドリア内部(マトリクス)に凝集体が観察される。しかし、ミトコンドリアマトリクスに生じる凝集体の効率の良い検出法やミトコンドリアマトリクスの凝集体解析に用いる簡便なモデル実験系が存在しないため、この凝集体がミトコンドリアに与える影響については不明である。本研究はミトコンドリアマトリクスに生じる凝集体解析の足がかりとして、ミトコンドリアマトリクスに生じる凝集体解析モデルの構築及びこの凝集体を検出する方法の開発を目的とする。
本年度はミトコンドリア内部にタンパク質凝集体を生じる凝集体検出法の開発および凝集体解析モデルの構築とその評価を行った。CODAS (脳・眼・歯・耳介・骨格)症候群の原因遺伝子であるミトコンドリアマトリクス局在プロテアーゼLONP1の機能が低下した患者細胞では、ミトコンドリアマトリクスにタンパク質凝集体が形成されることが知られている。そこで以下に示す2つの方法でミトコンドリアマトリクス凝集体モデルを作成した。
(i)培養細胞に対 しsiRNAを用いたノックダウン法によってLONP1の機能を低下させると、ミトコンドリア内にタンパク質凝集体が形成されることを確認した。
(ii)LONP1は6量体構造をとりATPの加水分解のエネルギーを利用し機能している。そこで、培養細胞を用いて薬剤誘導プロモーター下でATPase活性変異型LONP1を発現させドミナントネガティブ法でLONP1の機能を低下させと、ミトコンドリア内にタンパク質凝集体が形成されることを確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の予定通り、本研究の基盤となる実験材料の樹立や実験方法の確立を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、これまで樹立したタンパク質凝集モデルに加え、異なるメカニズムでタンパク質凝集体を生じるモデルの構築を行う予定である。その後に、ミトコンドリアマトリクスに生じる凝集体検出法の開発 ①凝集体検出試薬のスクリーニング及び②凝集体検出試薬候補の検証を行う予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(3 results)
