2021 Fiscal Year Annual Research Report
定量的超硫黄オミックス・イメージング技術の開発と標準化プロトコールの確立
| Project Area | Life Science Innovation Driven by Supersulfide Biology |
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| Project/Area Number |
21H05263
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
赤池 孝章 東北大学, 医学系研究科, 教授 (20231798)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
居原 秀 大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (60254447)
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| Project Period (FY) |
2021-09-10 – 2026-03-31
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| Keywords | 超硫黄分子 / 超硫黄オミックス / 超硫黄イメージング / 国際標準化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、定量的超硫黄オミックスおよびイメージング技術の開発と世界標準化プロトコールとデータベースを構築する。この分析技術を基に、新たな疾病、老化制御・長寿医療の研究基盤を確立する。例えば、超硫黄オミックスやイメージングにより生体の硫黄代謝動態をモニタリングすることで、日常的な健康管理 のみならず、動脈硬化などの生活習慣病、慢性炎症性肺疾患、心筋梗塞・心不全などの難治性心疾患などにおける病状把握や病態解明や予防・治療法の開発に繋げる。さらに、本超硫黄オミックス解析設備と技術を当該研究領域のバーチャルハブとして運用することで、総括班のミッションである領域内での横断的連携の強化のみならず、総括班にて先導する超硫黄のグローバルコンソーシアム構想と国際標準化・データベース化を支援し着実に遂行する。このことにより超硫黄生物学を世界的レベルで展開する。本年度では、単離ミトコンドリアを用いたシングルミトコンドリアイメージングシステムを構築し、本システムおよび定量的な硫黄オミックス解析を組み合わせて、真核生物における硫黄依存型エネルギー代謝、すなわち、硫黄呼吸が、酸素呼吸とのハイブリット型システムであることを明らかにした。加えて、超硫黄分子を特異的に捕捉する分子カプセルを用いて、哺乳類・ヒトの細胞内に硫黄原子が環状化したS8分子が生成されることを発見した。さらに、超硫黄分子のSSP4蛍光イメージングと硫黄オミックスを駆使して、ホルムアルデヒド(HCHO)による細胞内の超硫黄分子の安定化現象を見出し、その知見をもとに、新たに、細胞内超硫黄イメージング法を考案した。現在、超硫黄イメージングに加えて、本法を応用した超硫黄ラマンイメージングの開発に取り組んでいる。
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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
超硫黄分子の定量的オミックス・イメージング技術開発と標準化プロトコールの確立に向けた解析を行ったが、そのために本研究の当初目的の一つである、超硫黄分子の細胞内安定化技法の開発と超硫黄イメージングへの展開に関する知見をさらに深めることができ、研究はおおむね順調に進展していると評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究の当初目的に照らして、研究遂行の上での問題はなく順調に研究が進展している。今後は、定量的硫黄メタボローム・プロテオームのみならず、超硫黄オミックスイメージングの開発を推進する。さらに、本領域で独自に確立する定量的超硫黄オミックスのプロトコールを国際標準化して国内外の超硫黄生物学を先導する。
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[Journal Article] Subtilase cytotoxin from Shiga-toxigenic Escherichia coli impairs the inflammasome and exacerbates enteropathogenic bacterial infection.2022
Author(s)
Tsutsuki Hiroyasu, Zhang Tianli, Yahiro Kinnosuke, Ono Katsuhiko, Fujiwara Yukio, Iyoda Sunao, Wei Fan-Yan, Monde Kazuaki, Seto Kazuko, Ohnishi Makoto, Oshiumi Hiroyuki, Akaike Takaaki, Sawa Tomohiro
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Journal Title
iScience
Volume: 25
Pages: 104050～104050
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Redox-dependent internalization of the purinergic P2Y6 receptor limits colitis progression.2022
Author(s)
Nishiyama Kazuhiro, Nishimura Akiyuki, Shimoda Kakeru, Tanaka Tomohiro, Kato Yuri, Shibata Takahiro, Tanaka Hiroshi, Kurose Hitoshi, Azuma Yasu-Taka, Ihara Hideshi, Kumagai Yoshito, Akaike Takaaki, Eaton Philip, Uchida Koji, Nishida Motohiro
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Journal Title
Science Signaling
Volume: 15
Pages: eabj0644
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Virucidal effect of monogalactosyl diacylglyceride from a green microalga, Coccomyxa sp. KJ, against clinical isolates of SARS‐CoV‐2 as assessed by a plaque assay.2021
Author(s)
Hayashi Kyoko, Asai Satomi, Umezawa Kazuo, Kakizoe Hidehumi, Miyachi Hayato, Morita Masanobu, Akaike Takaaki, Kuno Hitoshi, Komatsu Satoko, Watanabe Takumi, Kawahara Toshio
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Journal Title
Journal of Clinical Laboratory Analysis
Volume: 36
Pages: e24146
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] GRIM-19 is a target of mycobacterial Zn2+ metalloprotease 1 and indispensable for NLRP3 inflammasome activation.2021
Author(s)
Kurane Tomomi, Matsunaga Tetsuro, Ida Tomoaki, Sawada Kazuko, Nishimura Akira, Fukui Masayuki, Umemura Masayuki, Nakayama Masaaki, Ohara Naoya, Matsumoto Sohkichi, Akaike Takaaki, Matsuzaki Goro, Takaesu Giichi
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Journal Title
The FASEB Journal
Volume: 36
Pages: e22096
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Reprogrammed transsulfuration promotes basal-like breast tumor progression via realigning cellular cysteine persulfidation2021
Author(s)
Erdelyi Katalin, Ditroi Tamas, Johansson Henrik J., Czikora Agnes, Balog Noemi, Silwal-Pandit Laxmi, Ida Tomoaki, Olasz Judit, Hajdu Dorottya, Matrai Zoltan, Csuka Orsolya, Uchida Koji, Tovari Jozsef, Engebraten Olav, Akaike Takaaki, Borresen Dale Anne-Lise, Kasler Miklos, Lehtio Janne, Nagy Peter
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Journal Title
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America
Volume: 118
Pages: e2100050118
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Methods in sulfide and persulfide research.2021
Author(s)
Takata Tsuyoshi, Jung Minkyung, Matsunaga Tetsuro, Ida Tomoaki, Morita Masanobu, Motohashi Hozumi, Shen Xinggui, Kevil Christopher G., Fukuto Jon M., Akaike Takaaki
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Journal Title
Nitric Oxide
Volume: 116
Pages: 47～64
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Sulfide catabolism ameliorates hypoxic brain injury.2021
Author(s)
Marutani E, Morita M, Hirai S, Kai S, Grange RMH, Miyazaki Y, Nagashima F, Traeger L, Magliocca A, Ida T, Matsunaga T, Batten A, Li R, Tanaka T, Ikeda T, Nakagawa A, Atochin DN, Ihara H, Olenchock BA, Shen X, Nishida M, Hanaoka K, Kevil CG, Xian M, Bloch DB, Akaike T, Hindle AG, Motohashi H, Ichinose F, et al.
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Journal Title
Nature Communications
Volume: 12
Pages: 3108
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Comment on “Evidence that the ProPerDP method is inadequate for protein persulfidation detection due to lack of specificity”2021
Author(s)
Doka Eva, Arner Elias SJ, Schmidt Edward E, Dick Tobias P, Vliet Albert van der, Yang Jing, Szatmari Reka, Ditroi Tamas, Wallace John L, Cirino Giuseppe , Olson Kenneth, Motohashi Hozumi, Fukuto Jon M, Pluth Michael D, Feelisch Martin, Akaike Takaaki, Wink David A, Ignarro Louis J, Nagy Peter.
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Pages: eabe7006
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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