2019 Fiscal Year Research-status Report

Role of mtDNA dynamics in regulating mitochondrial function

Research Project

Project/Area Number	18K06141
Research Institution	Osaka University
Principal Investigator	石原孝也大阪大学, 理学研究科, 助教 (70611862)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2021-03-31
Keywords	mtDNA / 核様体 / ミトコンドリアダイナミクス
Outline of Annual Research Achievements	ミトコンドリアの膜は頻繁に分裂と融合を繰り返すことで、その機能発現が制御されている。近年の研究結果から、このミトコンドリアダイナミクスという現象は様々な生命機能に深く関与していることが分かってきた。さらに、ミトコンドリアは膜だけでなく独自のゲノムであるミトコンドリアDNA(mtDNA)もダイナミックにその動態を変化させている。興味深いことに、このミトコンドリア膜とmtDNAの一部は協調してミトコンドリアの機能維持に働いていることが分かってきた。しかし、mtDNAダイナミクスを制御する因子の情報が乏しいことから、本申請研究では、mtDNAの動態制御に関わる因子の探索とその分子メカニズムの解析から、呼吸機能だけでなく多様なミトコンドリア機能との関わりについて明らかにすることを目的としている。本年度は、mtDNAのダイナミクスによる細胞機能制御について、ミトコンドリア膜の分裂を制御するDrp1のKO細胞を解析し、基盤情報となる研究成果を報告することができた（Ota A., Ishiahra T. et al. J.Biochem）。また、スクリーニングで得られた因子についての解析も進行し、膜結合ドメインを持つユビキチンリガーゼファミリーに関する論文を投稿中である。さらに、mtDNAのダイナミクスを制御する因子の解析から、mtDNAの新たな制御機序を明らかにしつつあり、論文投稿準備中である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本年度は、研究成果を報告することができ、投稿中・準備中のものを含めると研究計画全体も順調に進行していると考えている。次年度については、さらに研究計画を発展させる体制が整っており、大きな進展を目指す。
Strategy for Future Research Activity	網羅的なスクリーニングから得られた関連因子の詳細な解析が進んできた。これら因子の解析結果から、複雑な分子機序が明らかになりつつあり、次年度は統合的な理解を深め、mtDNAのダイナミクスについて全体像を明らかにしていきたいと考えている。また、細胞機能だけでなく、生理的に重要な機能を果たす可能性が示唆された場合には、速やかに個体への影響について議論を進めていきたい。
Causes of Carryover	論文準備のために、実験に費やす時間が当初の計画よりも短くなってしまった。しかし、計画全体に遅延はなく、成果報告・準備も順調に進んでいる。次年度に繰り越した助成金については、次年度の計画を発展させ、より研究を進展させる。