| Project/Area Number |
23K21307
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| Project/Area Number (Other) |
21H02472 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 44010:Cell biology-related
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
佐藤 美由紀 群馬大学, 生体調節研究所, 教授 (70321768)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / オートファジー / 線虫 / 生殖細胞 |
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| Outline of Research at the Start |
モデル生物である線虫を用いた研究により，われわれは精子に由来するミトコンドリアなどの父性オルガネラが，受精後にオートファジーという分解の仕組みによって受精卵から排除されること，それがミトコンドリアDNA母性遺伝の仕組みとして働くことを見出した．さらに父性オルガネラをオートファジーへと導くアダプター分子・ALLO-1の同定に成功している．本研究では， ALLO-1が父性ミトコンドリアをどのように見分けるのか，また分解の運命がいつどのように決定されるのかを遺伝学的・生化学的手法を用いて明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
線虫 C.elegans の受精卵では、精子から持ち込まれるミトコンドリアとMOs (Membranous organelles)と呼ばれる二つの父性オルガネラが選択的オートファジーによって排除される。この父性オルガネラ選択的オートファジーは新規アダプター分子・ALLO-1によって制御されるが，その局在化を規定する分解シグナルの実体やALLO-1による膜形成の制御メカニズムは未だよくわかっていない。本研究では生化学的・遺伝学的手法により分解シグナルの解明を目指している。本年度は生化学的方法として、ALLO-1にビオチン化酵素TurboIDを融合タンパク質を生殖腺で発現する線虫株を用いて近位依存性ビオチン標識法の再度の条件検討および2回目の解析を行った。同定したTurboID-ALLO-1依存的にビオチン化される複数の候補因子について二次スクリーニングおよび機能解析を順次進めている。また、遺伝学的スクリーニングにより精子ミトコンドリア分解に異常を示す変異体の取得に成功した。戻し交配後に次世代シーケンスによるゲノム解析を行い，複数ラインについて原因遺伝子を同定した。これら因子についても各種マーカーを用いた詳しい表現型解析を行っている。加えて，ALLO-1の受精卵での動態を詳細に解析した結果，ALLO-1の基質周囲への局在化には少なくとも二つのステップがあること，後半のステップはオートファジー始動複合体との相互作用を介したフィードバック機構により制御されることを明らかにした（Sasaki, et al., 2024）。
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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
生化学的方法、遺伝学的方法で候補因子が同定されてきている。今後は個別の因子について詳細な解析を進めることで、ALLO-1の特異的局在を決めるメカニズムの解明が期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、同定された候補因子とALLO-1との関係性の検討，および詳細な機能解析を行い，これあ候補因子が精子オルガネラ分解のどのステップをどのように制御するのかを明らかにする。また、精子・卵子からミトコンドリアを単離して比較プロテオミクスを行うための条件検討を進める。
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