CRISPR screening for mitophagy regulation and its Application to therapy of heart failure

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K16062
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 53020:Cardiology-related
• Research Institution: Kyoto Prefectural University of Medicine
• Principal Investigator: Higuchi Yusuke 京都府立医科大学, 医学部附属病院, 病院助教 (50883089)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: マイトファジー / ミトコンドリア / CRISPRスクリーニング / 低酸素環境

Outline of Final Research Achievements

The CRISPR screen with hypoxia showed that Slc25a11 was one of the top genes that positively regulates mitophagy. Validation experiments of the screening results using knockout cells for each gene showed that Slc25a11 was a strong suppressor of mitophagy, similar to the screening results. We analyzed mitophagy when overexpression of wild-type Slc25a11 and mutant Slc25a11 with a mutation in the LIR motif, a mitophagy recognition sequence, was performed. Overexpression of slc25a11 promoted mitophagy. However, overexpression of the LIR motif mutation resulted in partial suppression of mitophagy compared to the wild type.

Free Research Field

循環器内科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミトコンドリアは心筋細胞に多く存在し、エネルギー産生の中心であるとともに細胞の恒常性維持に非常に重要です。心不全が進行する原因の一つに心筋に血液が十分に供給されない状態が関与しています。心不全における心筋のミトコンドリアには形態的にも機能的にも異常が起こっていることが知られています。異常なミトコンドリアはマイトファジーで分解され、新たなミトコンドリアを合成します。
そこで本研究では低酸素環境下でのミトコンドリア制御機構を細胞を用いたスクリーニング実験で調べたところ、Slc25a11という遺伝子が重要であることがわかりました。