Organelle homeostasis in microgravity environment

2019 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16K15195
• Research Institution: Tokyo Women's Medical University
• Principal Investigator: 榊 建二郎 東京女子医科大学, 看護学部, 准教授 (70509968)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: オルガネラ品質管理 / 微小重力 / 小胞体

Outline of Annual Research Achievements

この地球上に存在するあらゆる生命体は、地上重力（１G）の存在下で誕生し、進化を遂げてきた。そして人類は宇宙へと進出して長期宇宙滞在を実現し、宇宙空間を活用した様々な研究開発を通して科学技術の更なる発展を進めている。また同時に、前提となってきた地上重力を失った状況で健康的に生活するためのリスク評価の必要性に迫られている。本研究は、種々の疾患や生理機能障害と深く関連する細胞内小器官の恒常性維持（オルガネラ品質管理）に焦点を当て、この問題に取り組んでいる。本研究では特にオルガネラ品質管理に関する研究において確立されている小胞体品質管理機構（ERQC）に焦点を当て、また最もシンプルな多細胞生物モデルである線虫C.elegansをモデル動物として用いて、微小重力状態が小胞体恒常性維持に与える影響について解析を行っている。
これまでの研究で小胞体不全に対する小胞体ストレス応答（UPR[ER]）での応答遺伝子について、微小重力環境下での発現状態について解析を行ったが、一部に多少の変動が観察されるものの、明確な変動が確認されなかった。また小胞体と同じくオルガネラ品質管理機構の研究が進んでいるミトコンドリアストレス応答（UPR[mit]）シャペロン遺伝子群の発現状態を調べたが、こちらも明確な変動は確認されていない。ミトコンドリアでは微小重力により大きな形態変化が観察されることが報告されているが、小胞体に関しても観察したが、ほとんど変化は観察されなかった。
昨今、小胞体とミトコンドリアの通信が微小重力では活発になるという研究報告が一部でなされているが、UPRを稼働させずとも、このオルガネラ間連携によって恒常性を維持している可能性は考えられる。現在、既に報告されているUPR[ER]とRNA品質管理機構との連携間で幅を広げて解析を行っており、解析系の構築を進めている。