2017 Fiscal Year Annual Research Report
Genetic Identification of a novel cell cycle checkpoint that monitors damages in mitochondrial dynamics
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26440188
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| Research Institution | Kyoto Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井上 喜博 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 准教授 (90201938)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山口 政光 京都工芸繊維大学, 応用生物学系, 教授 (00182460)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ショウジョウバエ / ミトコンドリア / ダイナミクス / 減数分裂 / 細胞周期 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアは細胞内で融合と分裂を繰り返している。ショウジョウバエの精母細胞では、減数分裂開始直前にミトコンドリアが連結した構造が作られ、分裂期にはこれを維持しながら娘細胞に均等に分配する。この構造の形成にはミトコンドリア融合因子Marf1と分裂因子Drp1が両方必要である。どちらを阻害しても減数分裂前に細胞周期が停止した。その後、減数分裂せずに精細胞に分化したが、成熟精子は認められなかった。このミトコンドリアのダイナミクスは異常な部分を切り離したり、ミトコンドリア間で不足を補填する意味がある。ミトコンドリアDNAの損傷修復に必要なDNAポリメラーゼgammaを精母細胞でノックダウンしてミトコンドリアダイミクスと減数分裂開始への影響を調べた。その結果、ノックダウン細胞は減数分裂開始直前（CDK１が十分活性化していないステージ）で細胞周期が停止していた。その精巣内には減数分裂細胞は観察されなかった。分裂期直前の細胞内ではミトコンドリアの分布に異常がみられた。分裂開始に必要なCDK1のT161リン酸化には異常がなかった。一方、CDK１の活性化に必要なサイクリンBは正常では分裂期の前にいったん細胞質内に蓄積された後、核内に移行した。ところがノックダウン細胞では核膜の崩壊前に早期に核内に以降していることがわかった。つまり不活性なCDK1-CycBが核に蓄積されていた。ミトコンドリアの損傷修復に必要なダイナミクスが阻害された場合は、異常な精子が産生されるのを妨げるために、減数分裂開始因子であるCycBの核細胞質間の運搬制御に影響を与えて、CycB-CDK1の活性化を阻害し、減数分裂を開始させない、細胞周期チェックポイント機構が働いていると考えられる。このようなミトコンドリアの異常を感知して細胞周期の進行を阻害するチェックポイント機構は減数分裂特異的である可能性がある。
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[Journal Article] Overexpression of dJmj differentially affects intestinal stem cells and differentiated enterocytes.2018
Author(s)
Suong, D. N. A., Shimaji, K., Pyo, J.-H., Park, J.-S., Yoshida, H., Yoo, M. and Yamaguchi, M.
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Journal Title
Cellular Signalling
Volume: 42
Pages: 194-210
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Neuron-specific knockdown of the Drosophila fat induces reduction of life span, deficient locomotive ability, shortening of motoneuron terminal branches and defects in axonal targeting.2017
Author(s)
Nakamura, A., Tanaka, R., Morishita, K., Yoshida, H., Higuchi, Y., Takashima, H. and Yamaguchi, M.
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Journal Title
Genes Cells
Volume: 22
Pages: 662-669
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Drosophila DOCK family protein Zizimin involves in pigment cell differentiation in pupal retinae.2017
Author(s)
Ozasa, F., Morishita, K., Suong, D. N. A., Miyata, S., Yoshida, H. and Yamaguchi, M.
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Journal Title
Cell Struct. Funct.
Volume: 42
Pages: 117-129
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Histone methyltransferase G9a is a key regulator of the starvation-induced behaviors in Drosophila melanogaster.2017
Author(s)
Shimaji, K., Tanaka, R., Maeda, T., Ozaki, M., Yoshida, H., Ohkawa, Y., Sato, T., Suyama, M. and Yamaguchi, M.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 7
Pages: 14763
DOI
Peer Reviewed
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