2022 Fiscal Year Annual Research Report
Integrated analysis for mitochondrial morphology
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22H02296
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
宮本 崇史 筑波大学, 医学医療系, 助教 (50740346)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高橋 伸一郎 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00197146)
山本 雄介 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (60768117)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアの『形態』は様々な生理学的・病理学的事象の形成に寄与する『情報因子』の1つとして認識されつつあるが、その詳細は十分に理解されていない。そこで本研究ではまず、ミトコンドリアの『形態』が情報因子として担う役割を①『局在情報の改編』、②『反応場の改編』、③『特質の改編』に分類し、これらを『ミトコンドリア形態コード』として統合的に理解・記述することを目指す。さらにこのコード情報が、ミトコンドリアが情報媒体として中核的な役割を担うMitochondrial Retrograde Signaling Pathwayやオルガネラコミュニケーションに与える影響を、数理解析や機械学習、そしてそれを裏付ける分子生物学的手法を組み合わせて、包括的に解明することを目標とする。
2022年度は本研究を遂行するための基盤技術として、ラベルフリーでミトコンドリアを観察する手法の確立を進めた。具体的には高解像の位相差顕微鏡を使用し、ミトコンドリア特異的なプローブを使わずに、ミトコンドリアを観察できるようにした。さらに様々な細胞株でミトコンドリアの形態を観察し、細胞種ごとにミトコンドリアの形態や動態が異なることを確認した。これまでにミリ秒オーダーでミトコンドリアの形態を観察することに成功し、ミトコンドリアの分裂や融合、マイトファジーの瞬間と思われる像を撮影することができている。2023年度は本可視化技術を用いてミトコンドリアの形態を定量的に解析する手法を開発し、上記１～３の研究を実施する。
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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
ミトコンドリアをラベルフリーで観察できるようにしたことで、本研究を進める上で必要な技術基盤の1つを確立できたため、上記進捗状況を選択した。
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| Strategy for Future Research Activity |
2023年度はミトコンドリアの形態を定量的に評価する手法の開発や、ミトコンドリアの形態を時空間特異的に操作する手法の開発を進める。
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[Journal Article] Rapid manipulation of mitochondrial morphology in a living cell with iCMM2022
Author(s)
Miyamoto Takafumi、Uosaki Hideki、Mizunoe Yuhei、Han Song-Iee、Goto Satoi、Yamanaka Daisuke、Masuda Masato、Yoneyama Yosuke、Nakamura Hideki、Hattori Naoko、Takeuchi Yoshinori、Ohno Hiroshi、Sekiya Motohiro、Matsuzaka Takashi、Hakuno Fumihiko、Takahashi Shin-Ichiro、Yahagi Naoya、Ito Koichi、Shimano Hitoshi
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Journal Title
Cell Reports Methods
Volume: 1
Pages: 100052～100052
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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