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2021 Fiscal Year Annual Research Report

シングルセルATP分析・分離技術を用いたエネルギー代謝リモデリング機構の解析

Research Project

Project/Area Number 19K22386
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

今村 博臣  京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20422545)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2022-03-31
KeywordsCRISPR / エネルギー代謝 / ATP
Outline of Annual Research Achievements

正常細胞はのATP合成は、主にミトコンドリアにおける酸化的リン酸化が担っている。一方、がん細胞はATPの合成を解糖系に極度に依存しているため、解糖系の代謝回転を維持するために重要なLDHを阻害することで細胞内ATPの維持および生存が困難になると予想された。ヒト由来がん細胞株であるHeLa細胞とA549細胞に対して、構造の異なる2種類のLDH阻害剤オキサム酸ナトリウムおよびNHI-2で処理したところ、オキサム酸処理では速やかな細胞内ATP濃度の低下が観察された一方、NHI-2では細胞内ATP濃度の低下は緩やかであった。また、どちらの阻害剤処理によっても細胞死の誘導が観察された。
次に、室温でおこなうFACSに最適化した蛍光ATPバイオセンサーであるATeamNL2を発現したHeLa細胞およびA549細胞に、ゲノムワイドなCRISPRノックアウトレンチウイルスライブラリーを感染させたのち、オキサム酸ナトリウム処理をおこない、FACSで細胞内ATP濃度を調べた。多くの細胞ではATP濃度が低下していたが、ATPの低下していないごく一部の細胞を集めて増殖させた。増殖した細胞に再度オキサム酸ナトリウム処理をおこない、ATPが低下していない細胞を集めた。この作業を繰り返すことで、オキサム酸ナトリウム処理をおこなってもATPが低下しない細胞を濃縮することに成功した。この細胞集団には、がん細胞において酸化的リン酸化から解糖系へとエネルギー代謝がスイッチするために重要な遺伝子がノックアウトされている可能性が高いと考えられる。

  • Research Products

    (8 results)

All 2021

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Lactate is an energy substrate for rodent cortical neurons and enhances their firing activity2021

    • Author(s)
      Karagiannis Anastassios、Gallopin Thierry、Lacroix Alexandre、Plaisier Fabrice、Piquet Juliette、Geoffroy H?l?ne、Hepp R?gine、Naud? J?r?mie、Le Gac Benjamin、Egger Richard、Lambolez Bertrand、Li Dongdong、Rossier Jean、Staiger Jochen F、Imamura Hiromi、Seino Susumu、Roeper Jochen、Cauli Bruno
    • Journal Title

      eLife

      Volume: 10 Pages: e71424

    • DOI

      10.7554/eLife.71424

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 緑色蛍光タンパク質由来赤色蛍光タンパク質の創出2021

    • Author(s)
      今村博臣、大坪史歩、竹川宣宏、今田勝巳
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
  • [Presentation] 緑色蛍光蛋白質AzamiGreen変異体における赤色蛍光発生の構造基盤2021

    • Author(s)
      大坪史歩、竹川宣宏、今村博臣、今田勝巳
    • Organizer
      第21回日本蛋白質科学会年会
  • [Presentation] 単一細胞ATP濃度イメージングによって明らかとなったアポトーシス細胞内ATP濃度のダイナミクスとその制御2021

    • Author(s)
      今村博臣
    • Organizer
      第94回日本生化学会大会
    • Invited
  • [Presentation] 緑色蛍光蛋白質AzamiGreen由来赤色蛍光蛋白質の結晶構造解析に基づく赤色蛍光団形成の構造基盤2021

    • Author(s)
      大坪史歩、今村博臣、竹川宣宏、今田勝巳
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] 緑色蛍光蛋白質由来赤色蛍光蛋白質の開発2021

    • Author(s)
      今村博臣、大坪史歩、西田水穂、竹川宣宏、今田勝巳
    • Organizer
      第59回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Imaging of ATP dynamics inside living and dying cells2021

    • Author(s)
      今村博臣
    • Organizer
      第5回日本循環器学会基礎研究フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 緑色蛍光タンパク質から赤色蛍光タンパク質を創り出す2021

    • Author(s)
      今村博臣、大坪史歩、西田水穂、竹川宣宏、今田勝巳
    • Organizer
      日本生体エネルギー研究会第47回討論会

URL: 

Published: 2022-12-28  

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