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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Signal transduction by redox sensor molecules

Planned Research

Project AreaOxygen biology: a new criterion for integrated understanding of life
Project/Area Number 26111007
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

三木 裕明  大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (80302602)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 藤澤 貴央  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (50636644)
Project Period (FY) 2014-07-10 – 2019-03-31
Keywordsシグナル伝達 / ストレス
Outline of Annual Research Achievements

(1)本研究では活性酸素センサー分子PRLとその標的分子のMg2+トランスポーターMagEx/CNNMに関する研究を進めている。前年度の成果によりMg2+過剰が活性酸素産生を引き起こすことを見つけていたので、その原因を調べた結果、ミトコンドリアでのATP合成系に大きな影響を与えていることが分かった。線虫を用いた解析でもCNNM変異によって腸細胞にMg2+が蓄積して活性酸素が蓄積し寿命が短くなっていたが、さらにサイズも小さくなっていた。しかし、このサイズ減少には活性酸素が関わっていないことが分かったので、それに関連する遺伝子の探索も行った。TRPM6を腎臓で特異的に欠損するマウスの解析によって、血圧の日内変動がほとんど起こらなくなることを確認した。また、この減少にレニンの分泌異常が関わっていることも見つけている。

(2)我々は前年度までに、培養細胞に低温ストレスを与えることで細胞内に過酸化脂質が蓄積し、活性酸素応答性のリン酸化酵素であるASK1が活性化してフェロトーシスという細胞死を導くことを新たに見出した。しかしながら、低温ストレスによりなぜ細胞内に過酸化脂質が蓄積するのか、過酸化脂質の蓄積がどのようにしてASK1を活性化するのかなど、その詳細なシグナル伝達機構はほとんど未知である。これらの点を明らかにする手がかりをつかむため、本年度は、CRISPR-Cas9 sgRNAライブラリーを用いたゲノムワイドノックアウトスクリーニングを行い、低温ストレスにより誘導されるフェロトーシスの実行因子の網羅的探索を実施した。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (23 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 10 results)

  • [Int'l Joint Research] McGill University(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      McGill University
  • [Int'l Joint Research] Fudan University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      Fudan University
  • [Journal Article] Molecular function and biological importance of CNNM family Mg2+ transporters.2019

    • Author(s)
      Funato Y, Miki H
    • Journal Title

      J Biochem

      Volume: 165 Pages: 219-225

    • DOI

      10.1093/jb/mvy095

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Interactome Rewiring Following Pharmacological Targeting of BET Bromodomains2019

    • Author(s)
      Lambert JP, Picaud S, Fujisawa T, Hou H, Savitsky P, Uuskula-Reimand L, Gupta GD, Abdouni H, Lin ZY, Tucholska M, Knight JDR, Gonzalez-Badillo B, St-Denis N, Newman JA, Stucki M, Pelletier L, Bandeira N, Wilson MD, Filippakopoulos P, Gingras AC
    • Journal Title

      Mol Cell

      Volume: 73 Pages: 1-18

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2018.11.006

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] The cyclic nucleotide-binding homology domain of the integral membrane protein CNNM mediates dimerization and is required for Mg2+ efflux activity.2018

    • Author(s)
      Chen YS, Kozlov G, Fakih R, Funato Y, Miki H, Gehring K
    • Journal Title

      J Biol Chem

      Volume: 293 Pages: 19998-20007

    • DOI

      10.1074/jbc.RA118.005672

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A small-molecule inhibitor of SOD1-Derlin-1 interaction ameliorates pathology in an ALS mouse model.2018

    • Author(s)
      Tsuburaya N, Homma K, Higuchi T, Balia A, Yamakoshi H, Shibata N, Nakamura S, Nakagawa H, Ikeda SI, Umezawa N, Kato N, Yokoshima S, Shibuya M, Shimonishi M, Kojima H, Okabe T, Nagano T, Naguro I, Imamura K, Inoue H, Fujisawa T, Ichijo H
    • Journal Title

      Nat Commun

      Volume: 9 Pages: 2668

    • DOI

      10.1038/s41467-018-05127-2

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Regulation of Mg2+ levels and ROS generation by PRL/CNNM complexes2019

    • Author(s)
      Hiroaki Miki
    • Organizer
      The Kick-off Symposium of Advanced Graduate Program for Future Medicine and Health Care
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] がん細胞のエネルギー代謝における細胞の環境pH応答の制御2019

    • Author(s)
      船戸洋佑、吉田篤、山崎大輔、三木裕明
    • Organizer
      第1回SGH若手がん研究者ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] 過剰なマグネシウムが引き起こすミトコンドリアでの活性酸素種とATPの過剰産生2018

    • Author(s)
      橋爪 脩, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • Organizer
      第18回日本ミトコンドリア学会年会
  • [Presentation] Regulation of Mg2+ homeostasis and cancer progression by Phosphatase of Regenerating Liver (PRL)2018

    • Author(s)
      Yosuke Funato, Daisuke Yamazaki, Hiroaki Miki
    • Organizer
      Workshop on Frontiers in Phosphatase Research and Drug Discovery
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Overproduction of ATP and Reactive Oxygen Species in Mitochondria by Excessive Magnesium2018

    • Author(s)
      Osamu Hashizume, Yosuke Funato, Hiroaki Miki
    • Organizer
      The Joint Symposium of the 13th International Symposium of the Institute Network for Biomedical Sciences and the 28th Hot Spring Harbor International Symposium 2018
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] PRL高発現によるMetチロシンリン酸化の亢進と細胞内局在変化2018

    • Author(s)
      兒島 卓也, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] がん悪性化のドライバー蛋白質PRLによる染色体制御の異常2018

    • Author(s)
      Kajung Ryu, 吉田 篤, 船戸 洋佑, 山崎 大輔, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] 過剰なマグネシウムが引き起こすミトコンドリアでのATPとROSの過剰産生2018

    • Author(s)
      橋爪 脩, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] 酸化・還元依存的なマグネシウム恒常性の維持機構とその破綻による疾患・老化2018

    • Author(s)
      船戸 洋佑, 橋爪 脩, 山崎 大輔, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] Mg2+トランスポーターCNNM4は大腸での発がんを抑制する2018

    • Author(s)
      山崎 大輔, 長谷川 綾郁, 船戸 洋佑, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
  • [Presentation] PRL/CNNM複合体によるマグネシウムイオン排出の調節とミトコンドリアでの活性酸素産生2018

    • Author(s)
      船戸 洋佑, 橋爪 脩, 山崎 大輔, 三木 裕明
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] PRLによる細胞外pH環境依存的な細胞死2018

    • Author(s)
      船戸洋佑、吉田篤、柳嘉晶、山崎大輔、三木裕明
    • Organizer
      第27回日本Cell death学会学術集会
    • Invited
  • [Presentation] Mg2+排出タンパク質CNNMによる マグネシウム恒常性維持と寿命制御2018

    • Author(s)
      船戸洋佑、 橋爪脩、山崎大輔、三木裕明
    • Organizer
      第13回トランスポーター研究会年会
    • Invited
  • [Presentation] マグネシウム再吸収と共役した血圧調節機構の解明2018

    • Author(s)
      船戸洋佑、山崎大輔、三木裕明
    • Organizer
      ソルト・サイエンス研究財団 第30回 助成研究発表会
    • Invited
  • [Presentation] Overproduction of ATP and reactive oxygen species in mitochondria by excessive magnesium2018

    • Author(s)
      Hiroaki Miki
    • Organizer
      WCP2018 KYOTO Satellite Symposia "Regulating cell homeostasis: from small molecules (drugs, O2, ROS, and NO) to ion channels, receptors, and systems.”
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 細胞内マグネシウムイオンの調節とミトコンドリアでの活性酸素産生2018

    • Author(s)
      三木裕明
    • Organizer
      第71回日本酸化ストレス学会/第18回日本NO学会 合同学術集会
    • Invited
  • [Presentation] SOD1-Derlin-1結合を標的とした低分子化合物によるALS病態モデルの改善2018

    • Author(s)
      藤澤貴央、圓谷奈保美、本間謙吾、一條秀憲
    • Organizer
      第91回日本生化学会大会

URL: 

Published: 2021-01-27  

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