2020 Fiscal Year Annual Research Report
Comprehensive analysis to uncover molecular network between mitochondria and nucleus underlying mitochondrial homeostasis
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19H03658
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University of Medicine |
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Principal Investigator |
星野 温 京都府立医科大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (50737210)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野村 征太郎 東京大学, 医学部附属病院, 特任助教 (10722118)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / マイトファジー / ミトコンドリア生合成 / シングルセル解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ATACシークエンス解析よりオートファジーによるミトコンドリア分解に反応したミトコンドリア生合成においてアクセシビリティが変化したモティーフのうち、これまでに行ったCRISPRライブラリスクリーニングでもヒットしたものにRREB1を見出した。さらにRNAシークエンスとの統合解析にてRREB1のアクセシビリティが亢進した遺伝子のうち実際に発現が亢進したものとしてエストロゲン受容体やいくつかのミトコンドリア関連遺伝子が同定され、RREB1の下流としてこれらの遺伝子の関与が示唆された。
シングルセル解析はCRISPRライブラリシークエンスでミトコンドリア生合成に関連する遺伝子10個をノックアウトした細胞集団でperturbシークエンスを行った。マイトファジー誘導前、１，２，３日後の4タイムポイントでサンプルを回収し、合計16616個細胞で解析を行った。クラスターとしては7つの集団を認め、タイムポイントよりマイトファジーの後、ミトコンドリア生合成でミトコンドリア量が正常化する細胞集団と、生合成に失敗して細胞老化に陥る2群に分かれることが判明した。シュードタイム解析で分岐点の決定因子を探ろうとしたがこちらはうまく機能しなかった。perturbシークエンス解析としてはmixcape解析でエスケーピング細胞を除いた細胞での解析からRREB1とp53が強くミトコンドリア生合成に関与していることが確認された。この実験はマウスの金が細胞を用いて行ったがRREB1は細胞周期を正に、p53は負に制御し、細胞周期とミトコンドリア生合成の関連も示唆される結果であった。
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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
ATACシークエンス、RNAシークエンス、シングルセル解析を予定とおり行い、これまでに報告されていない重要な制御因子を同定することができた。
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| Strategy for Future Research Activity |
RREB1-floxマウスをiGONAD法での作製に取り組み、心筋細胞でのRREB1を介したミトコンドリア生合成の役割に関して解析を進める。またRREB1に上流、下流に関しても詳細な解析を進め、特にミトコンドリアの量的変化とRREB1のアクセシビリティを繋げる因子の同定に取り組む。
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