2022 Fiscal Year Annual Research Report
定量的生細胞観察によるミトコンドリアゲノムの新規制御機構の解明
| Project/Area Number |
21J20639
|
|---|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
觀音 裕考 大阪大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-28 – 2024-03-31
|
| Keywords | ミトコンドリアダイナミクス / ミトコンドリアDNA / ミトコンドリア核様体 / ミトコンドリア核様体ダイナミクス |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、ミトコンドリアDNA (mtDNA) からなる核様体構造の形態制御メカニズムの探索と動態解析基盤の構築である。昨年度までに核様体形態を変化させる因子を得る目的でsiRNAスクリーニングを実施し、発現抑制することで核様体を大きく変化させる候補遺伝子を同定することに成功した。この遺伝子の阻害剤を用いてもRNAiを行った際と同様の結果を得ることができていた。また、候補遺伝子をノックアウト（KO）した細胞株も樹立できていた。今年度はこの遺伝子による核様体形態変化メカニズムがどのようなものであるかを検討した。樹立したKO細胞を用いた解析から、候補遺伝子によって引き起こされる核様体形態変化にはミトコンドリア膜形態の変化が必要であることが明らかになった。ミトコンドリア膜形態は分裂と融合により制御されており、そのどちらが寄与しているかを確認した。今年度はミトコンドリア膜融合に注目して解析を行い、in vitroでの解析系（T. Ban et al. 2017）を用いて確認したところ、候補遺伝子の引き起こす現象がミトコンドリア膜融合活性を変化させていることが明らかになった。来年度以降は引き続き候補遺伝子によりミトコンドリア膜形態が変化するメカニズムを明らかにするとともに、論文による発表の準備を進めていく。また、候補遺伝子の解析と並行して、核様体の動態解析基盤の構築についても引き続き進めており、ライブイメージングを通じて核様体の新たな動的特性を解析することのできる手法の構築に成功した。次年度以降に、この実験系を用いて正常な核様体及び形態変化した核様体についての動的な特性を理解することができると考えている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画に従い、2022年度も引き続き核様体の形態変化メカニズムを解析する実験を行った。昨年度までに得られていた新規核様体制御因子の解析を引き続き行い、新規核様体制御因子の機能によってミトコンドリア膜の形態変化に伴い、核様体形態も変化していることが見いだされた。これをin vitroの実験系で生化学的にも解析することができているなど順調に進行している。
また、核様体の動態解析についても、新規実験系を構築することで、核様体動態を新たな視点から解析できるようになった。以上のことから「おおむね順調に進行している」と評価した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2023年度は採択最終年度であるため、今まで得られた成果の発表（学会発表、論文投稿）を目指し準備を進めていく。新規核様体制御因子の解析については、この因子の働きがどのようにミトコンドリア膜融合活性に寄与しているかを明らかにしたい。
また、核様体の動態解析については、正常な細胞における核様体動態の特性（移動速度、移動距離など）をSu9-HMGA-KikGRという核様体標識プローブ（T. Ishihara and H. Kanon et al. 2021）及び、ImageJなどの画像解析ツールを用いて解析する。また、この解析を様々な条件の細胞において行う。
|
