2017 Fiscal Year Annual Research Report
Three dimensional ultrastructural background of mitochondrial dynamics using novel CLEM method
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15K08165
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
太田 啓介 久留米大学, 医学部, 准教授 (00258401)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / CLEM / FIB-SEM / 動的変化 / 形態 / CCCP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題はミトコンドリア（Mt)ダイナミクスの形態的背景を新しい次元で理解することを目的としている。Drp1-GFP等で分裂予定域をラベルし、これまでに確立した新規3D CLEM技術を用いその領域の解析を行った。これまでの報告からMtの分裂過程はDrp1に起因する膜のくびれ形成時にMt関連小胞体(Mitochondrial associated membran; MAM)が関わるとされていた。しかし我々の観察から、分裂予定域と考えられる明瞭な点状Drp1陽性部位では、強度な「くびれ」様構造が観察されるものの、そこにMAMが存在しないことを明らかにした。一方、分裂過程の初期段階と考えられる弱いDrp1陽性領域には時としてチューブ状小胞体がミトコンドリア表面に付着し、MAMを形成している姿を観察した。この観察は速報として学会報告を行ったものの、ランダムに起こる現象であるため、その過程を的確に評価することに議論の余地が残った。そこで、H29年度は、薬剤による分裂促進を行い、実験的分裂過程の追跡を試みた。脱共役剤はMtの分裂を促進し断面化を誘導すると考えられてきた。実際薬剤投与後10分ほどで、断片化と呼ばれる状態に形態変化することをライブイメージングにより確かめた。しかし、この課程で明確な分裂を起こすこと無く球型に変化することを見いだした。3D-CLEMで解析すると、形態変化後のミトコンドリアの多くはStomatocyte様の形状をとり、この形態変化がDrp1Knockout細胞でも起こること、また、その特異な形態が物理的現象に起因する可能性を示唆していた。これは未だ明らかでないMt形態維持機構の存在を示唆し、かつ、従来の理解とは大きく異なる新しいMtダイナミクスの発見であった。そこで、最終年度はこの点を重点的にFIB/SEM解析を行い、新規Mtダイナミクスに関する3次元的超微構造変化をScientific Reportにまとめ報告した。
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