2021 Fiscal Year Research-status Report
軸索内に停止型ミトコンドリアを一様に分布させる機構の解明
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20K06889
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
小西 慶幸 福井大学, 学術研究院工学系部門, 教授 (00382838)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 軸索 / ミトコンドリア / ATP |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までの研究実績の概要に記載した通り、これまでの解析により、軸索内のミトコンドリアの一様な分布が、ミトコンドリア間のシグナルを介した相互作用により制御されることが示唆された。このシステムに介在するシグナル因子の候補として、ATPおよびカルシウムイオンを仮定し、これらの蛍光センサーであるPercevalHR、GCaMP6を用いた計測を行った。また、PercevalHRがpH依存性を示すため、pHRedによりpHについても計測を行った。得られたシグナルについてミトコンドリアからの距離との相関を解析した。この実験により、ミトコンドリアの距離に依存して軸索内でATPの濃度勾配が存在することを確認した。マイクロ流体デバイスを用いた局所的なオリゴマイシン投与によりミトコンドリアの運動は阻害された。また、前年度報告した通り、KillerRedによる局所的ミトコンドリア不活性化は周辺のミトコンドリアの運動を阻害したが、クレアチンリン酸によりATPを供給することで運動阻害からのレスキューが起こることが観察された。これらの結果から、ミトコンドリアから放出されるATPによりミトコンドリアの運動性が高まることによって分布が制御されることが示唆された。さらに数理モデルを作成し、シミュレーションを行った。実験的に観察された上記の機構により、ミトコンドリアの密度が高い部位では、運動性が上がることで、ミトコンドリア間の距離が保たれ、一様分布が確立できることが示された。
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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
本年度計画した優先順位の高い実験については順調に進んでおり、これまでの成果を論文として公表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度の計画項目として申請時に予定したシグナル因子の解析を行う。これまでの解析で明らかになったATPを受容する因子について解析を行うとともに、カルシウムの影響についてもさらに解析を進める。加えて、これまで解析ではシナプス形成前の神経細胞を用いていたが、ミトコンドリアの停止にプレシナプスが関わることが報告されていることから、これらの関連についても解析を進める。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの影響で初年度に繰り越しが生じたためであるが、本年度は実験の効率化の為に使用し、次年度使用額は大幅に減少している。本年度も同様に使用する。
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