細胞の生死を制御するミトコンドリアと原形質膜のクロストーク機構の解明
| Project/Area Number |
22K06827
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 48020:Physiology-related
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| Research Institution | University of Toyama |
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Principal Investigator |
清水 貴浩 富山大学, 学術研究部薬学・和漢系, 准教授 (40353437)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | イオンチャネル / ミトコンドリア / チャネル / 蛋白質間相互作用 / 原形質膜 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、様々な細胞機能の制御において、ミトコンドリアの動態や他の器官との機能連関が着目されてきているが、原形質膜とミトコンドリアの近接機構については知られていない。本研究では、原形質膜とミトコンドリア外膜に局在する蛋白質間相互作用が細胞の生死に関わるイオンチャネル機能を制御するメカニズムを解明するとともに、病態における原形質膜とミトコンドリアのクロストークの役割について明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの研究で容積感受性外向き整流性（volume-sensitive outwardly rectifying: VSOR）アニオンチャネル活性には、ミトコンドリアに発現している swelling-sensitive molecule A (SSM-A: 仮称）と原形質膜に発現している leucine-rich repeat-containing 8A（LRRC8A）とが近接していることが重要であることを明らかにしている。ミトコンドリアはその動態や細胞内局在をダイナミックに変化することから、本年度はミトコンドリアの動態や局在とVSORアニオンチャネル活性との相関について検討した。ヒト口腔類表皮がんKB細胞にミトコンドリア動態を制御するmitochondrial fission protein 1（Fis1）を過剰発現したところ、細胞質全体に分布していたミトコンドリアが核周辺に集積した。この際、近接ライゲーションアッセイにより観察できるLRRC8AとSSM-Aの近接シグナルだけでなく、パッチクランプ法により観測できるVSORアニオンチャネル電流が有意に減少した。また興味深いことに、ミトコンドリア阻害剤を短時間処理したKB細胞においても、細胞質全体に分布していたミトコンドリアが原形質膜周辺から離れ、細胞内に凝集することを見出した。この条件下においても、LRRC8AとSSM-Aの近接シグナルが減少し、VSORアニオンチャネル機能が抑制された。これらの結果から、VSORアニオンチャネル機能は、ミトコンドリアの動態および局在により厳密に制御されており、その機能分子形成には原形質膜とミトコンドリアとの近接が必須であることが示唆された。
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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
本年度の研究において、容積感受性外向き整流性アニオンチャネルの機能分子形成において原形質膜とミトコンドリアのクロストークが必須であることが示唆された。研究計画は着実に実施されており、成果は順調に得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
容積感受性外向き整流性（VSOR）アニオンチャネルは、アポトーシス性細胞死の初期に生じる細胞縮小に必須であることから、細胞の生死を制御するイオンチャネルであると考えられている。今後は、このアポトーシス性細胞容積縮小過程において、VSORアニオンチャネル機能分子形成に重要な原形質膜とミトコンドリアのクロストーク機構がどのように関与しているのかについて検討する予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Parkinson's disease-associated ATP13A2/PARK9 functions as a lysosomal H+,K+-ATPase.2023
Author(s)
Takuto Fujii, Shushi Nagamori, Pattama Wiriyasermkul, Shizhou Zheng, Asaka Yago, Takahiro Shimizu, Yoshiaki Tabuchi, Tomoyuki Okumura, Tsutomu Fujii, Hiroshi Takeshima, Hideki Sakai
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Journal Title
Nature communications
Volume: 14
Issue: 1
Pages: 2174-2174
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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