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2015 Fiscal Year Annual Research Report

ミトコンドリアの密集・分散が自身の活性に及ぼす影響

Research Project

Project/Area Number 25440065
Research InstitutionTokyo University of Agriculture and Technology

Principal Investigator

太田 善浩  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10223843)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高橋 卓也  立命館大学, 生命科学部, 教授 (70262102)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Keywordsミトコンドリア / ATP合成 / 活性酸素種 / 密集
Outline of Annual Research Achievements

ミトコンドリアは、エネルギー産生や細胞死に関わる機能を持つ細胞内器官であり、適切な制御が必要とされている。細胞内では移動・変形をしており、その分布や形態は不均一であり、また、活性も不均一であることが知られている。そこで本研究では、「ミトコンドリアの密集は、形成される電気化学的プロトン勾配を大きくするため、ATP合成の効率化と活性酸素種の発生抑制につながる」という仮説を立て、その検証を目的とする。膜器官が自ら作り出したイオン勾配を利用して行う活動は、ミトコンドリアに限らず他の細胞内器官やバクテリアから多細胞生物の細胞に至るまで広範囲に行われており、本研究の成果には多くの方面への波及効果が期待できる。
本研究の結果、以下のことが分かった。1)計算機シミュレーションにより、ミトコンドリアは密集すると、ミトコンドリア周囲の水素イオン濃度が高まりやすい、2)実際に計測すると、トコンドリアにより1個当たりのATP合成速度が増加し、活性酸素種の発生量が抑制される、3)密集したミトコンドリアでは、内部の水素イオン濃度が低下しやすい、4)細胞膜を穏やかに壊してミトコンドリアを取り出すと、損傷を受けていないミトコンドリアを取り出すことができる。
よって本研究の成果は次の2点となる。1)ミトコンドリアは密集することで、くみ上げた水素イオンを効率的に利用し、ATP合成の効率化と活性酸素発生の低下を実現する、2)無傷の単離ミトコンドリア用いると、1ミトコンドリア内のATP濃度増大など、従来の単離ミトコンドリアでが計測できなかった現象が計測できる。

  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 4 results) Presentation (8 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] ダメージの少ないミトコンドリア 単離法2016

    • Author(s)
      柴田貴弘,山下紗季,加藤 薫,太田善浩
    • Journal Title

      生物物理

      Volume: 56 Pages: 112-115

    • DOI

      10.2142/biophys.56.112

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Partial Contribution of Mitochondrial Permeability Transition to t-Butyl Hydroperoxide-induced Cell Death2016

    • Author(s)
      Shi X, Osaki H, Matsunomoto Y, Fujita C, Shinohe D, Ashida N, Choi H, Ohta Y.
    • Journal Title

      Biochemistry and Biophysics Reports

      Volume: to be assigned Pages: to be assigned

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.05.005

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Analysis of mitochondrial mechanical dynamics using a confocal fluorescence microscope with a bent optical fibre2015

    • Author(s)
      Li Y, Honda S, Iwami K, Ohta Y, Umeda N.
    • Journal Title

      Journal of Microscopy

      Volume: 260 Pages: 140-151

    • DOI

      10.1111/jmi.12277

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Isolation of mitochondria by gentle cell membrane disruption, and their subsequent characterization2015

    • Author(s)
      Shibata T, Yamashita S, Hirusaki K, Katoh K, Ohta Y.
    • Journal Title

      Biochem. Biophys. Res. Commun.

      Volume: 463 Pages: 563-568

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2015.05.095

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Significant correlation between refractive index and activity of mitochondria: single mitochondrion study2015

    • Author(s)
      Haseda K, Kanematsu K, Noguchi K, Saito H, Umeda N, Ohta Y.
    • Journal Title

      Biomed Opt Express

      Volume: 6 Pages: 859-869

    • DOI

      10.1364/BOE.6.000859

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 細胞の非突起領域におけるミトコンドリア移動の画像解析2016

    • Author(s)
      杉本 雄生、太田 善浩
    • Organizer
      日本生物物理学会関東支部会 第5回2015年度支部会
    • Place of Presentation
      桐生地域地場産業振興センター(群馬県桐生市)
    • Year and Date
      2016-03-10 – 2016-03-11
  • [Presentation] ミトコンドリアの密集が活性に及ぼす影響の単一ミトコンドリア計測2016

    • Author(s)
      矢野口 聡、太田 善浩
    • Organizer
      日本生物物理学会関東支部会 第5回2015年度支部会
    • Place of Presentation
      桐生地域地場産業振興センター(群馬県桐生市)
    • Year and Date
      2016-03-10 – 2016-03-11
  • [Presentation] 単離ミトコンドリアによる H2O2発生の計測2016

    • Author(s)
      倉岡 遊正、小野島 匠、太田 善浩
    • Organizer
      日本生物物理学会関東支部会 第5回2015年度支部会
    • Place of Presentation
      桐生地域地場産業振興センター(群馬県桐生市)
    • Year and Date
      2016-03-10 – 2016-03-11
  • [Presentation] 穏やかな細胞膜損傷により単離したミトコンドリアの特性評価2015

    • Author(s)
      柴田 貴弘 , 山下 紗季 , 加藤 薫 , 太田 善浩
    • Organizer
      第88回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [Presentation] 隠宅となミトコンドリアは単離できるか?2015

    • Author(s)
      柴田 貴弘 , 山下 紗季 , 加藤 薫 , 太田 善浩
    • Organizer
      第15回日本ミトコンドリア学会年会
    • Place of Presentation
      福井県国際交流会館(福井県福井市)
    • Year and Date
      2015-11-19 – 2015-11-20
  • [Presentation] 超解像光学顕微鏡観察によるミトコンドリア単離法の検討2015

    • Author(s)
      柴田 貴弘、山下 紗季、加藤 薫、太田 善浩
    • Organizer
      日本バイオイメージング学会第24回学術集会
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス(東京都葛飾区)
    • Year and Date
      2015-09-26 – 2015-09-28
  • [Presentation] Single mitochondrion imaging of ATP concentration changes in the matrix.2015

    • Author(s)
      Yamashita S, Shibata T, Hirusaki K, Katoh K, Ohta Y.
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学・角間キャンパス(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Presentation] Super-resolution Imaging of Isolated Mitochondria with Structured Illumination Microscopy2015

    • Author(s)
      Shibata T, Yamashita S, Hirusaki K, Katoh K, Ohta Y.
    • Organizer
      第53回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      金沢大学・角間キャンパス(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13 – 2015-09-15
  • [Remarks] 東京農工大学・大学院工学府生命工学専攻・太田研究室

    • URL

      http://web.tuat.ac.jp/~ohta/index.html

URL: 

Published: 2017-01-06  

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