| Project/Area Number |
23K23562
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| Project/Area Number (Other) |
22H02296 (2022-2023)
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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 (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 38060:Applied molecular and cellular biology-related
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
宮本 崇史 筑波大学, 医学医療系, 助教 (50740346)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 伸一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00197146)
山本 雄介 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (60768117)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
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| Keywords | ミトコンドリア / ExAPC / 形態 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、情報因子としてミトコンドリアの『形態』が創り出す情報を『ミトコンドリア形態コード』として定義し、このコード情報がミトコンドリアの情報媒体としての性質を再編成することで、MRS経路やオルガネラコミュニケーションにどのような影響を与えるのかを、数理解析や機械学習、そしてそれを裏付ける分子生物学的手法を組み合わせて理解する。これにより、『ミトコンドリアの形態が情報因子として担っている生理学的・病理学的意義とは何か？』という本研究課題の核心をなす学術的「問い」に迫る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアの『形態』は様々な生理学的・病理学的事象の形成に寄与する『情報因子』の1つとして認識されつつあるが、その詳細は十分に理解されていない。そこで本研究ではまず、ミトコンドリアの『形態』が情報因子として担う役割を①『局在情報の改編』、②『反応場の改編』、③『特質の改編』に分類し、これらを『ミトコンドリア形態コード』として統合的に理解・記述することを目指す。さらにこのコード情報が、ミトコンドリアが情報媒体として中核的な役割を担うMitochondrial Retrograde Signaling Pathwayやオルガネラコミュニケーションに与える影響を、数理解析や機械学習、そしてそれを裏付ける分子生物学的手法を組み合わせて、包括的に解明することを目標とする。
2023年度は、2022年度に確立したラベルフリーイメージング技術によってミトコンドリアの形態解析を詳細に行った。その結果、ミトコンドリアの分裂と融合の過程において、ミトコンドリアが自身および他のミトコンドリアの状態を直接的・間接的に認識するメカニズムが存在する可能性を見出した。さらにミトコンドリアの膜電位を消失させた後のミトコンドリアの形態変化を観察した結果、その変化は細胞種によって異なるパターンを示すことを明らかにした。さらに同一細胞内においても、ミトコンドリアごとに応答性が異なることを見出した。
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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
ミトコンドリアの形態コードに迫るための基盤技術が確立し、そのメカニズムを紐解くためのエビデンスを得られ始めたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミトコンドリアの分裂・融合時に、どのようにしてミトコンドリアが自身および他のミトコンドリアの状態を認識しているのか、その分子メカニズムを明らかにする。
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