2013 Fiscal Year Annual Research Report
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25291046
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
三原 勝芳 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 名誉教授 (40029963)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大寺 秀典 九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40380612)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | ミトコンドリアダイナミクス / ミトコンドリア融合 / ミトコンドリア分裂 / Drp1 / Mff / Mid / Mfn / OPA1 |
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| Research Abstract |
ミトコンドリア(Mtと省略)は外膜、内膜２つの膜に囲まれ好気的ATP産生のほか、カルシウムシグナル伝達やアポトーシスに中心的な役割を果たす。網目状・チューブ状構造をとって細胞内に張り巡らされたMtは細胞の分化や病変に応じて分裂と融合を介してダイナミックに構造を変化させ機能変換をはかる。Mtの分裂・融合に関わる主要な因子として哺乳類では４つの高分子量GTPaseが知られている。細胞質からリクルートされてMt分裂に関わるダイナミン様蛋白質Drp1、外膜の融合因子Mfn1とMfn2、内膜の融合とクリステ構８１）造の維持に関わる膜間部の（内膜結合型）OPA1である。本計画において細胞質のDrp1がMtに集積し分裂を実行する機構を明らかにする目的で解析を行った。
（１）我々はMt外膜のMffがDrp1の受容体であることを明らかかにしたが、その後Mt外膜蛋白質 Mid49/51もDrp1受容体としてMt分裂に関わることが報告された。我々はMff-KO MEF細胞、Mid51-KO MEF細胞を用いて解析を行いMffがDrp1の主たる受容体であることを確証した。
（２）Mff-KOマウスの作成：Mt Mffの全身KOマウスの作成に成功した。マウスは初期胚の段階 (E6.5)で死亡する。全身Drp1-KOマウス(E12.5)よりも強い表現形を示すことから、Drp1受容体としての機能に加えて新規な機能を持つことが推測された。
（３）その他：(a) Drp1依存のMt分裂がmt-DNAよりなるヌクレオイドの分裂構を調節していることを見いだした。（b）心臓Mt-Drp1-KOマウス作成。生後7-10日で拡張性心筋症で死亡。Drp1が規則性ある筋繊維の配列形成に必要であることを見いだした。(c) 肝臓特異的Drp1-KOマウス作成：高脂肪食で著明なNASHの症状をしめし、Drp1欠損が小胞体ストレスを惹起することを介してNASHを誘発することが明らかになった。
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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
（１）全身Mff-KOマウスは早期の胎生致死のためマウスの解析が遅れている。
（２）Mff-KO MEF細胞を用いた解析は順調で、Midとの機能解析の比較を進めている。
（３）神経特異的Mff-KOマウス作成は計画通り進展。
（４）Drp1のin vitro機能解析は進展がみられていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）Mffの全身KOマウスの個体解析が困難であることからMff-KO ES細胞を用いて遺伝子発現プロファイルの解析ならびに分化能の解析を行う。
（２）神経特異的Mff-KO解析は予定通り進め、神経特異的Dr1-KOと比較解析しMffの特性を解明する。
（３）Drp1に依存したMt分裂測定系をin vitroで再構成しDrp1-MffあるいはDrp1-Mid51/49による分裂経過を生化学的、細胞生物学的に解析し分裂に必要な新規因子を同定する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究はくいかくどおり進んでいるが、多少の差額が生じた。
研究計画を薦め、かつ国際学会に参加する。
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[Journal Article] Fis1 acts as mitochondrial recruitment factor for TBC1D15 that involved in regulation of mitochondrial morphology2013
Author(s)
K. Onoue, A. Jofuku, R. Ban-Ishihara, T. Ishihara, M. Maeda, T. Koshiba, T. Itoh, M. Fukuda, H. Otera, T. Oka, H. Takano, N. Mizushima, K. Mihara and N. Ishihara
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Journal Title
J. Cell Sci.
Volume: 126
Pages: 176-185
DOI
Peer Reviewed
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