2022 Fiscal Year Research-status Report
オルガネラクラスターの喚起により卵子妊孕性に影響を与える環境化学物質の解明
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22K09585
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| Research Institution | National Institute for Environmental Studies |
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Principal Investigator |
宇田川 理 国立研究開発法人国立環境研究所, 環境リスク・健康領域, 主任研究員 (50738466)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 卵子 / ミトコンドリア / 環境化学物質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
卵子の妊孕性を吟味できるタイミングとして、顕微受精へ用いられる際の限られた裸化後の時間が挙げられる。健康な児の誕生までを鑑みて顕微鏡下短時間で視認可能なもののうち細胞内構造であれば、オルガネラクラスター（細胞小器官が群がって大きな塊の様に目視される構造体）形成が低妊孕性指標の一つとして位置付けられている。ミトコンドリアは融合と分裂を繰り返す動的なオルガネラである。融合-分裂バランスが不調となる遺伝子改変マウス卵子内ではオルガネラクラスターの発生がみられ、ミトコンドリアの融合-分裂制御タンパク質の分子レベルでの関与が示唆される。例えば副流煙曝露の指標に卵胞液中のニコチン代謝物が用いられるように、卵子は胎児期に形成されてから成人後の排卵に至るまで、環境中の化学物質に曝されるが、ミトコンドリアの融合-分裂バランスへ影響を与えるものは、これまでわかっていない。本研究では、環境化学物質による撹乱の標的としてミトコンドリア分裂に必須の因子であるDynamin related protein 1（Drp1）タンパク質を設定する。令和4年度は、Drp1との親和性を基にした候補物質の選抜に取り掛かった。まずはDrp1 タンパク質の表面において、環境化学物質との相互作用で活性が大きく撹乱されうるポケットのような場所の探索を試みた。他の研究グループの文献情報を元にmitochondrial division inhibitor-1（mdivi-1）と呼ばれるDrp1 の阻害剤とその構造類似化合物に着目した。ミトコンドリアの分裂阻害活性の高いmdivi-1 が最も安定にフィットし（自由エネルギー値によって安定性が算出される）、ミトコンドリア分裂阻害活性のない構造類似化合物では全くフィットしないようなDrp1 表面のポケット候補をMolDesk Screening ソフトウェアを用いて選定した。
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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
ポケットへフィットする環境化学物質をスクリーニングし、安定な順に順位付けを行った。Drp1は通常細胞質に局在するが、ミトコンドリア分裂の際にはGTPが結合した状態でミトコンドリア外膜表面に局在化し、GTP加水分解のエネルギーをミトコンドリアに対するくびり斬る力へ変換し利用すると考えられている。ミトコンドリアへDrp1を引き寄せるタンパク質との相互作用が生じる部位やGTPの結合部位との位置関係など、条件を加えて検討している段階である。
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| Strategy for Future Research Activity |
ミトコンドリアと小胞体のライブ観察を行う系の検討も進めており、候補化合物のミトコンドリア分裂阻害活性の妥当性を評価する系の構築を進められると考えている。
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| Causes of Carryover |
スクリーニングのパラメータ検討を進めており、候補化合物の購入・合成依頼に充てる金額について次年度に持ち越す部分が生じた。
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