2021 Fiscal Year Final Research Report

Analysis of "Response zone" and " Communication zone" in mitochondria and Golgi apparatus

Planned Research

PDF

Project Area	Toward an integrative understanding of functional zones in organelles
Project/Area Number	17H06414
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	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	shimizu shigeomi 東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, 教授 (70271020)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田村康山形大学, 理学部, 教授 (50631876) 細谷孝充東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 教授 (60273124) 吉田秀郎兵庫県立大学, 理学研究科, 教授 (60378528) 矢木宏和名古屋市立大学, 医薬学総合研究院(薬学), 講師 (70565423)
Project Period (FY)	2017-06-30 – 2022-03-31
Keywords	ゴルジ体 / ミトコンドリア / オルガネラ / 超解像顕微鏡
Outline of Final Research Achievements	We named the restricted functional regions of organelles as "zone", in which the regions of organelle response to various biological stimuli as "response zones" and the functional membrane contact regions between different organelles as "communication zones". We visualized each zone, identified the constituent molecules and formation mechanism, and clarified the physiological roles of the zones. For the "response zone," we analyzed the zone related to the stress response of the Golgi apparatus and the zone related to glycosylation. For the "communication zone," we performed functional analysis and molecular identification of the membrane contact region between mitochondria and endoplasmic reticulum. We also developed a technology to artificially turn on/off the organelle communication zone.
Free Research Field	細胞生物学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	最も大きな学術的成果は、オルガネラ・ゾーンという概念の確立である。オルガネラ解析のスタンダードが、オルガネラそのものの動態解析から、オルガネラ・ゾーンの解析に一段階深まった。本研究は、細胞の機能ユニットであるオルガネラの役割を、よりミクロの立場から定義し直すものであり、生命現象の根幹に迫るものである。従って、本領域の成果は、生命科学の幅広い分野（基礎生物学から疾患研究に至るまで）に波及し、我が国の学術水準を飛躍的に向上させる。さらに本領域の成果は、創薬研究にも多大な影響を与え、将来的には医学研究への大きな貢献が期待できる。