2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24300134
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
吉川 和明 大阪大学, たんぱく質研究所, 教授 (30094452)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 孝一 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (20546783)
藤原 一志郎 大阪大学, たんぱく質研究所, 助教 (80638495)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | Necdin / ニューロン / ミトコンドリア / PGC-1α / ユビキチン化 / 転写因子 / 活性酸素種 / 神経変性疾患 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ニューロンの生存に重要な役割を果たすミトコンドリアの機能調節に及ぼすNecdinの機能を中心に研究した。Necdin遺伝子を欠損するマウス胎仔の大脳皮質ニューロンにおける遺伝子発現をマイクロアレイで調べたところ、ミトコンドリア関連遺伝子の発現量が有意に減少していた。Necdin遺伝子欠損胎仔の大脳皮質ニューロンではミトコンドリアのマーカー蛋白質の発現やミトコンドリアで合成されるATPの量も有意に減少していた。Necdin欠損ニューロンでは、ミトコンドリアの生合成に関わる転写因子のmRNA量に有意な減少がみられた。これらの転写因子の発現はミトコンドリアの機能活性の中核を担うPGC-1αによって制御されている。そこで、免疫沈降法にを用いてnecdinとPGC-1αの相互作用について検討した。その結果、necdinはPGC-1αに結合することにより、PGC-1αを安定化して蛋白質量を増加させることが分かった。PGC-1αはポリユビキチン化を受けてプロテアソームにより分解されるため、ユビキチン活性を免疫沈降法で調べたところ、necdinはPGC-1αのユビキチン化を強く阻害することが明らかとなった。さらに、PGC-1αは抗酸化作用をもつ遺伝子の発現を増加させて細胞の生存能を増強する可能性があるため、Necdin欠損ニューロンでの活性酸素種レベルを調べたとこころ、顕著に増加していることが明らかになった。以上の結果から、necdinはPGC-1αと結合して安定化することによって、ミトコンドリアの生合成や機能を促進し、ATPの合成量を増加させると同時に活性酸素種の発生を抑制することによってニューロンの生存能を促進することが分かった。これらの研究成果は、脳の発達障害や神経変性疾患の病因を明らかにする上で意義があるものと考えられる。
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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
予定していた研究計画の中で、Necdinのニューロンのエネルギー代謝系に及ぼす影響を調べた結果、特にNecdinによるミトコンドア機能の制御を示唆する知見が得られた。この成果は神経発達異常や神経変性疾患の機構解明への研究に発展するものと予想される
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| Strategy for Future Research Activity |
Necdinの脳ニューロンのミトコンドリア生合成の機構と脳発達異常の成因との関連を遺伝子導入によって明らかにする。また、Necdinによるミトコンドリア合成の促進によるパーキンソン病などの神経変性疾患の発症と防御の分子機構を明らかにする。
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| Causes of Carryover |
平成２５年９月、樹立したアッセイ系を用いて化合物のスクリーニングを開始したところ、同一化合物でも結果が一定しないため、アッセイ系の信頼性を確認するための実験を追加する必要が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
アッセイ系の信頼性評価のための追加実験に必要な経費として、酵素・試薬類、実験用動物、実験器具類などの消耗品費の購入に当てる。
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[Journal Article] Non-epithelial stem cells and cortical interneuron production in the human ganglionic eminences2013
Author(s)
Hansen, D., Lui, J., Flandin, P., Yoshikawa, K., Rubenstein, J., Alvarez-Buylla, A., Kriegstein, A.
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Journal Title
Nature Neuroscience
Volume: 16
Pages: 1576-1587
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Early decline in progenitor diversity in the marmoset lateral ventricle2013
Author(s)
Azim, K., Zweifel, S., Klaus, F., Yoshikawa, K., Amrein, I., Raineteau, O.
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Journal Title
Cerebral Cortex
Volume: 23
Pages: 922-931
DOI
Peer Reviewed
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