2013 Fiscal Year Research-status Report
酸素輸送担体に作用する骨格筋ミトコンドリアタンパク質の網羅的探索
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25560336
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
増田 和実 金沢大学, 人間科学系, 教授 (50323283)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 筋細胞 / 代謝 / ミオグロビン / ミトコンドリア / 運動 / 呼吸 |
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| Research Abstract |
健康の維持･増進のためには、継続的な運動による筋の基質酸化能力の亢進が重要である。我々は筋形質の酸素結合タンパク質であるミオグロビン（Ｍｂ）が、筋活動中のミトコンドリア呼吸活性の上昇に対して即時的に酸素を供給する機能を持つこと、また、運動トレーニングによって酸素解離がさらに加速すること等の知見を得た。さらに、最近、Ｍｂがミトコンドリアに直接的な相互作用する可能性を見出した。ミトコンドリアの基質酸化とその適応に対するＭｂの機能的な相互関係のエビデンスは、両者間の分子レベルでの密接な関係を強く示唆するものであるが、これまで全く検証がなされていない。本研究の目的は、細胞生物学的解析によってＭｂに相互作用するタンパク質の網羅的な探索を軸として、骨格筋ミトコンドリアの機能亢進の機序を解明しようとすることである。
H25年度では、骨格筋細胞のミトコンドリアに特異的に局在しているＭｂがどのようなタンパク質に相互作用しているのかを検証するために、骨格筋芽培養細胞（マウス由来の筋芽細胞株：C2C12細胞）を用いてＭｂ過剰発現細胞を構築し、Ｍｂに相互作用するタンパク質を検出する準備実験を行った。Ｍｂ発現ベクターを導入し、Ｍｂの発現量やタグ（Flag）付きＭｂの発現量を検証し、安定的に過剰発現されていることを確認した。また、一過性導入によるＭｂ過剰発現細胞を用いて単離したミトコンドリア呼吸活性がどのように変化するのかについても検証した。その結果、ミトコンドリアの酸素消費速度がＭｂの過剰発現によって亢進した。この結果はミトコンドリアに存在するＭｂ量の上昇がミトコンドリアの呼吸活性を上方調節する可能性を示唆するものである。次年度には今年度作成したＭｂ安定発現細胞を用いて、どのようなミトコンドリアタンパク質にＭｂが相互作用するのかについて検証を加える予定である。
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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
Ｍｂの安定発現細胞株の構築には時間を要したものの、過剰発現の状況を確認できる細胞株が作成できた。また、骨格筋細胞におけるミオグロビンの生理機能、とりわけミトコンドリアの呼吸機能に対する直接的な貢献を示唆する生理学的エビデンスが得られた。
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| Strategy for Future Research Activity |
Ｍｂがミトコンドリアのどのようなタンパク質に相互作用して呼吸活性に関与しているのかを検証する実験を、作成した過剰発現細胞株を用いて実施する。
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