環境温度に応答したミトコンドリア分解制御機構とその生理的意義に関する研究

• Project Area: Integrative understanding of biological phenomena with temperature as a key theme
• Project/Area Number: 18H04691
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 神吉 智丈 新潟大学, 医歯学系, 教授 (50398088)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥10,140,000 (Direct Cost: ¥7,800,000、Indirect Cost: ¥2,340,000); Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2018: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
• Keywords: ミトコンドリア / オートファジー / マイトファジー / ベージュ細胞 / 温度変化 / 脂肪細胞 / 熱産生 / 褐色脂肪細胞

Outline of Annual Research Achievements

白色脂肪組織中の褐色脂肪“様”細胞（以下、ベージュ細胞）には、ミトコンドリアが多く存在し、熱産生器官として働く。マウスの場合、ベージュ細胞は、低温飼育により白色脂肪細胞から分化転換することで増加し、その後、高温に移行すると白色脂肪細胞へ退行する。こうした白色脂肪組織で起こるベージュ細胞の増減は、重要な環境温度への順応機構であるが、この過程で必ずダイナミックなミトコンドリア量の増減を伴う。ミトコンドリア量の増減は、ミトコンドリア生合成と分解のバランスで成り立つが、本研究では、細胞内の唯一のミトコンドリア分解機構であるミトコンドリアオートファジー(マイトファジー)に焦点を当て、環境温度変化に応答して誘導されるマイトファジー（温度応答性マイトファジー）の制御機構や生理的意義をマウスモデルおよび培養細胞系を用いて解明することを目的とする。
マウス個体において、化合物等を投与することにより人為的にマイトファジーが誘導された場合、低温環境に応答して起こる白色脂肪のベージュ細胞化に異常を認めるかどうか、また、化合物等によりマイトファジーを抑制すると、高温環境に応答してベージュ細胞から白色脂肪に退行する過程にどのような影響があるかを観察するために、マイトファジーを誘導もしくは抑制する化合物のスクリーニング実験を行う。2019年度は、すでに確立されていたスクリーニング系をさらに効率化させ約1万の化合物ライブラリーのスクリーニングを開始した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Glaucoma-Associated Mutations in the Optineurin Gene Have Limited Impact on Parkin-Dependent Mitophagy. (2019)
  • Author(s): Chernyshova K, Inoue K, Yamashita SI, Fukuchi T, Kanki T.
  • Journal Title: Invest Ophthalmol Vis Sci. Volume: 60(10) Issue: 10 Pages: 3625-3635
  • DOI: 10.1167/iovs.19-27184
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] PP2A-like protein phosphatase Ppg1: an emerging negative regulator of mitophagy in yeast. (2018)
  • Author(s): Furukawa K, Kanki T.
  • Journal Title: Autophagy Volume: 14(12) Issue: 12 Pages: 2171-2172
  • DOI: 10.1080/15548627.2018.1511505
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The PP2A-like protein phosphatase Ppg1 and the Far complex cooperatively counteract CK2-mediated phosphorylation of Atg32 to inhibit mitophagy. (2018)
  • Author(s): Furukawa K, Fukuda T, Yamashita SI, Saigusa T, Kurihara Y, Yoshida Y, Kirisako H, Nakatogawa H, Kanki T.
  • Journal Title: Cell Reports Volume: 23(12) Issue: 12 Pages: 3579-3590
  • DOI: 10.1016/j.celrep.2018.05.064
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Cdc14 Phosphatase Promotes TORC1-Regulated Autophagy in Yeast (2018)
  • Author(s): Kondo Akihiro、Mostofa Md. Golam、Miyake Katsuya、Terasawa Mashu、Nafisa Islam、Yeasmin Akter M.S.T.、Waliullah Talukdar Muhammad、Kanki Tomotake、Ushimaru Takashi
  • Journal Title: Journal of Molecular Biology Volume: 印刷中 Issue: 11 Pages: 1671-1684
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2018.04.007
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 脂肪組織におけるミトコンドリアオートファジーの生理的意義 (2019)
  • Author(s): 神吉智丈
  • Organizer: 第66回日本実験動物学会総会
  • Invited
• [Presentation] Ppg1とFar複合体によるmitophagyの制御機構 (2019)
  • Author(s): 神吉智丈
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会（横浜）
• [Presentation] 環境温度変化に応答した脂肪組織におけるミトコンドリア分解 (2018)
  • Author(s): 山下 俊一、神吉 智丈
  • Organizer: BIOTHERMOLOGY WORKSHOP
  • Invited
• [Presentation] ミトコンドリアオートファジーの制御機構 (2018)
  • Author(s): 古川 健太郎、神吉 智丈
  • Organizer: 第51回酵母遺伝学フォーラム
• [Remarks] 新潟大学大学院医歯学総合研究科機能制御学分野
  • URL: https://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/
• [Remarks] 機能制御学分野
  • URL: https://www.med.niigata-u.ac.jp/mit/