マウス初期胚における生体内エネルギーのリアルタイム解析

• Project Area: Cell Community in early mammalian development
• Project/Area Number: 24116703
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 山本 正道 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (70423150)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000); Fiscal Year 2013: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
• Keywords: アデノシン三リン酸

Research Abstract

ATPを可視化するために作出したGO-ATeam2可視化マウス、GO-ATeam1可視化マウスの受精後16日目のマウス胚から樹立したMEF細胞を用いてATP量とGO-ATeamから発せられるFRET/GFP ratio値の相関性を調べるとGO-ATeam2 は0.3-5mMのATP濃度の範囲で、またGO-ATeam1は2-20mMのATP濃度の範囲で直線状の相関性を示すことを明らかにした。このことより、このマウスを用いればそれぞれのATP濃度においてFRET ratio値としてATP濃度を詳細に可視化できる事がわかった。このGO-ATeam2可視化マウス、GO-ATeam1可視化マウスを用いて受精後1日目から10日目までの胚にてATPの細胞内局在、各細胞種でのATP量の定量測定と経時変化測定、またマウス成体での臓器毎・細胞毎・細胞内局在を定量的に測定できるかを検討した結果、subcellularレベルでATP量の分布を調べる事が可能である事が示された。
細胞内でATP量の変化を詳細に調べる事ができる両方のATP可視化マウスを用いて、glycolisisおよびoxidative phosphorylationを阻害する試薬を添加してATPの経時的変化を確認すると、濃度・時間依存的な変化を観察する事ができた。またここで測定した濃度はLuciferase法にて測定した場合と相関性を示す事ができた。更に、卵割時や低酸素時・疾患時におけるATPの産生と変化に対しても重要な知見を得る事ができた。

Current Status of Research Progress

Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Induction of pulipotency in human somatic cells via a transient state resembling primitive streak-like mesendoderm. (2014)
  • Author(s): Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Sasaki, A., Yamamoto, M., Nakamura, M., Sutou, K., Osafune, K. and Yamanaka, S.
  • Journal Title: Nature Communications Volume: 5 Issue: 1 Pages: 3678-3678
  • DOI: 10.1038/ncomms4678
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Spatial restriction of bone morphogenetic protein signaling in mouse gastrula through the mVam2-dependent endocytic pathway (2012)
  • Author(s): Aoyama, Wada et al.
  • Journal Title: Developmental Cell Volume: 22 Issue: 6 Pages: 1163-1175
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2012.05.009
  • Peer Reviewed
• [Patent(Industrial Property Rights)] ATP可視化動物およびその用途 (2014)
  • Inventor(s): 山本正道
  • Industrial Property Rights Holder: 山本正道
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-005429
  • Filing Date: 2014-01-15