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Biological phenomena that are driven by cell-autonomous control of intracellular temperature

Research Project

Project/Area Number 22K20636
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 0701:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
Research InstitutionUniversity of Shizuoka

Principal Investigator

Murakami Akira  静岡県立大学, 薬学部, 助教 (50963518)

Project Period (FY) 2022-08-31 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords細胞内温度 / ミトコンドリア / 筋管形成 / MTCH2 / 筋細胞
Outline of Research at the Start

近年、生命活動を司る物理量である温度が、1細胞、さらには細胞内小器官の階層で変動することが国内外より数多く報告されてきた。さらに、本申請者のこれまでの研究から、個々の細胞が自らの温度を能動的に制御している可能性も明らかになっている。一方で、これらの現象の生理的意義は依然として殆ど不明である。
そこで、本研究では「細胞内の温度変動は細胞現象を誘導するシグナル(トリガー)となる」との仮説を立て、細胞自律的な温度変動により局在や存在状態が変化する分子を探索する。また、同定した分子が有する温度依存的な機能を解析することにより、細胞機能における細胞内温度の作用点を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we hypothesized that local temperature fluctuations at the sub-cellular level could trigger biological phenomena by affecting cell signaling. We focused on mitochondria as intracellular heat sources and investigated the relationship between mitochondrial metabolic activity and myoblast differentiation. Our findings revealed a regulatory mechanism for myotube formation mediated by MTCH2, a mitochondria-localized protein that plays a critical role in cell determination and energy metabolism. Additionally, we also succeeded in establishing a method for proximity labeling of cytosolic proteins near mitochondria and an intracellular temperature measurement technique in myoblast.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

研究者のこれまでの研究により、1細胞レベルの能動的かつ自律的な温度制御が明らかになっていたが、その明確な意義は不明であった。今回、エネルギー代謝と筋管形成に焦点を絞った解析を展開することにより、筋芽細胞の分化に関連するシグナル伝達経路が細胞内温度変動の作用点である可能性が新たに示された。また、MTCH2依存的な筋管形成メカニズムが個体レベルで実証された暁には、筋疾患や筋機能不全の治療・改善法に新たな知見をもたらすことも期待される。

Report

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

    (7 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Cell-autonomous control of intracellular temperature via unsaturation of phospholipid acyl chains2023

    • Author(s)
      村上 光
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 95 Issue: 2 Pages: 234-237

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2023.950234

    • ISSN
      0037-1017
    • Year and Date
      2023-04-25
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A novel membrane-mediated mechanism for cold adaptation through the cell-autonomous control of intracellular temperature2023

    • Author(s)
      村上 光、長尾耕治郎、梅田 眞郷
    • Journal Title

      低温科学

      Volume: 81 Pages: 27-36

    • DOI

      10.14943/lowtemsci.81.27

    • ISSN
      1880-7593
    • Year and Date
      2023-03-20
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 骨格筋幹細胞の分裂に寄与する細胞膜物性の解析2023

    • Author(s)
      村上 光、佐野淳哉、平野航太郎、岡部弘基、原 雄二
    • Organizer
      第65回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 1細胞の温度を司る細胞熱特性とその意義の解明2023

    • Author(s)
      村上 光
    • Organizer
      第5回冬眠休眠研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 1細胞内における膜脂質依存的な熱散逸抑制機構の発見2023

    • Author(s)
      村上 光、鈴木陽也、佐藤 佑、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      第96回日本生化学会大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 筋芽細胞分化における脂肪酸不飽和化酵素の役割2023

    • Author(s)
      村上 光,森島安美,原 雄二
    • Organizer
      第9回骨格筋生物学研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 膜脂質を介する細胞自律的な細胞内温度制御2022

    • Author(s)
      村上 光,長尾耕治郎,岡部弘基,原田慶恵,梅田眞郷
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2022-09-01   Modified: 2025-01-30  

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