Molecular mechanisms which determine the fate of paternal organelles in embryos
| 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 では、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選択的オートファジーによって受精卵から排除され、これの分解がミトコンドリアDNAの母性遺伝の仕組みとなっている。われわれは父性オルガネラ選択的オートファジーを制御する新規アダプター分子・ALLO-1を同定しているが、ALLO-1の局在化を誘導する分解シグナルの実体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。2022年度は生化学的方法として、近位依存性ビオチン標識法を行った。そのために、線虫発現用に改良されたビオチン化酵素TurboID遺伝子とALLO-1遺伝子の融合遺伝子を生殖腺で安定に発現する線虫株を作製し、TurboID-ALLO-1が正しく局在化することを確認した。さらに、ビオチン化の効率について条件検討を行い、ビオチンを含む培地で一定期間培養することでビオチン化が促進されることを確認した。タンパク質抽出の条件検討も行い、1回目の質量分析を実施した結果、TurboID-ALLO-1依存的にビオチン化される複数の候補因子を同定した。今後は再現性の確認を行うとともに、個別の候補因子について機能解析を進める予定である。また、遺伝学的スクリーニングも行い、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ている。これら変異体についてはallo-1など既知の変異体との相補実験を行っている。異なる遺伝子の変異であることが確認された変異体については次世代シーケンスによるゲノム解析を行い、原因遺伝子の同定を進める予定である。
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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、近位依存性ビオチン標識法の再現性を確認するとともに、同定された候補因子についてRNAi法または変異株を取り寄せて、精子オルガネラ分解に関与する因子の同定を進める。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。遺伝学的解析については単離した変異株の原因遺伝子の同定を進める。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
