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ミトコンドリア・クリステ形態を構築するロジック

Publicly Offered Research

Project AreaDiscovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
Project/Area Number 18H04768
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research InstitutionKyoto University (2019)
Institute of Physical and Chemical Research (2018)

Principal Investigator

立川 正志  京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (30556882)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywords生物物理 / オルガネラ / 機械学習
Outline of Annual Research Achievements

前年度の解析より、ミトコンドリア内膜にかかる張力がミトコンドリアチューブ形態を生み出す駆動力として働きうること、また、クリステを構成する分子の集合とその非平衡ゆらぎがクリステ伸長を介して内膜に張力を与えることを示した。そこで膜シミュレーションを用いて、その挙動を確かめた。クリステを形成する分子として膜曲率を生み出すF1F0-ATPアーゼが知られている。シミュレーションの結果F1F0-ATPアーゼの集合は平面膜にクリステ上の突起を生み出すとともに膜張力を上昇させることが分かった。またF1F0-ATPアーゼに非平衡ゆらぎを与えることで、その突起が伸長するとともに、膜張力のさらなる上昇を生み出すことも確かめられた。
また、ミトコンドリアチューブ形態の数理モデルをたてることで、浸透圧・内膜張力・モーター牽引力がチューブ形態にどのような影響を及ぼすか解析的に調べた。結果、チューブ形態には内膜張力が必須であること、チューブの径は主に内膜張力・モーター牽引力に依存して決まる一方でチューブ形態の安定化に浸透圧が必要であることを示した。

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。

Report

(2 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 3 results) Book (2 results)

  • [Journal Article] Phagocytosis is mediated by two-dimensional assemblies of the F-BAR protein GAS72019

    • Author(s)
      Hanawa-Suetsugu Kyoko et al.
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 10 Issue: 1 Pages: 4763-4763

    • DOI

      10.1038/s41467-019-12738-w

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Modeling the functions of condensin in chromosome shaping and segregation2018

    • Author(s)
      Sakai Yuji、Mochizuki Atsushi、Kinoshita Kazuhisa、Hirano Tatsuya、Tachikawa Masashi
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 14 Issue: 6 Pages: e1006152-e1006152

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006152

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] A computational approach for understanding the Golgi morphology2019

    • Author(s)
      Masashi Tachikawa
    • Organizer
      第56回日本生化学会大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] PHYSICAL MODELING OF FORMATION OF CELLULAR ORGANELLE2019

    • Author(s)
      Masashi Tachikawa
    • Organizer
      4th Africa International Biotechnology and Biomedical Conference
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Physical modeling for shape and size regulations of mitochondria.2018

    • Author(s)
      立川 正志
    • Organizer
      第70回日本細胞生物学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ゴルジ装置の自己組織化形成過程2018

    • Author(s)
      立川 正志
    • Organizer
      第56回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Book] 実験医学2018年8月号2018

    • Author(s)
      山本 一男、原 裕貴
    • Total Pages
      148
    • Publisher
      羊土社
    • ISBN
      9784758125109
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Book] 生体の科学2018年6月号2018

    • Author(s)
      栗原 裕基
    • Total Pages
      95
    • Publisher
      医学書院
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-04-23   Modified: 2021-01-27  

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