2023 Fiscal Year Research-status Report

メチル水銀の個体差・感受性を決定するメチル水銀脱メチル化酵素の探索

Research Project

Project/Area Number	22K19850
Research Institution	Kitasato University
Principal Investigator	清野正子北里大学, 薬学部, 教授 (30239842)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2025-03-31
Keywords	メチル水銀 / 無機水銀 / 脱メチル化 / 細胞毒性 / アグリソーム / オートファジー
Outline of Annual Research Achievements	メチル水銀による障害組織, 細胞影響などその全貌は未だ明らかになっていない。微生物が持つメチル水銀を脱メチル化する酵素MerBを哺乳類動物細胞に強制発現させた細胞株MerB発現細胞を用いた申請者の先行研究から、細胞内で生じた無機水銀は、メチル水銀の細胞毒性の強さを決める実行因子となりうる知見を得ている。本研究では、細胞内でメチル水銀から変換された無機水銀に焦点をあて、無機水銀の細胞影響、および、メチル水銀から無機水銀の産生メカニズムを明らかにしたい。本年度は、MerB発現細胞にメチル水銀を処理すると、アグリソームと呼ばれる巨大が変性タンパク質の凝集塊が出現した。この構造体は野生型細胞では認められないことから、無機水銀特異的であることが示唆された。このアグリソームはオートファジーにより除去されることが阻害剤を用いた実験より示唆され、オートファジーが無機水銀毒性の防御に必要であることを明らかにした。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 申請者は先行研究において、MerB発現細胞の解析から、細胞内で生じた無機水銀は重金属の解毒に働くメタロチオネンや抗酸化酵素ヘムオキシゲナーゼ-1の強い発現誘導の惹起を見出した。本年度は、無機水銀の細胞毒性メカニズムの解析を進めた結果、無機水銀特異的なアグリソーム形成と細胞内の無機水銀産生による強いオートファジー応答を見出し、このオートファジー応答が無機水銀の細胞毒性の軽減に重要な役割を持つことを明らかにした。これらの結果は、最終年度に予定していた無機水銀による細胞影響解析項目であり、一定の進捗が得られたといえる。
Strategy for Future Research Activity	申請者が見出したアグリソーム形成について、MerB発現細胞を用いた実験系により形成メカニズムを解析していく。標的遺伝子のスクリーニングにおいてヒット候補がうまく得られておらず、本研究にとって最も重要なメチル水銀の無機化酵素の同定に至っていない。引き続き標的遺伝子のスクリーニングを継続する。またRNA-seqについても条件を検討し、メチル水銀を無機化する酵素を特定することに注力する。
Causes of Carryover	標的遺伝子のスクリーニングを再検討するため、当年度の余剰金を次年度に繰り越した。次年度は繰り越した予算はスクリーニング費に用いる予定である。