2016 Fiscal Year Annual Research Report
病変型mtDNAの選別・浄化におけるマイトファジー関連膜動態の役割
Publicly Offered Research
| Project Area | Multidisciplinary research on autophagy: from molecular mechanisms to disease states |
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| Project/Area Number |
16H01209
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
石原 直忠 久留米大学, 分子生命科学研究所, 教授 (10325516)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ミトコンドリア / 膜融合 / オルガネラ分裂 / 品質管理 / mtDNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアは融合と分裂を介した動的な動きの中でその機能が維持されている。この動きはミトコンドリアの品質を管理し正常に機能させるために重要だと考えられているが、その制御の分子機構及び意義はまだ十分には理解されていない。そこで本研究では、ミトコンドリアダイナミクスの意義の再検討を行い、オートファジーを介したミトコンドリア品質管理の基本原理の理解を目指して研究を進めている。
これまでに、ミトコンドリアが失活すると内膜融合因子OPA1が分解され融合活性を失うことを見い出している。そこでOPA1のミトコンドリア品質管理への関与を詳細に調べたところ、OPA1とミトコンドリア膜にある脂質が協調的に機能して融合が制御されていることが分かった。さらに、OPA1の切断前フォームと切断後フォームを用意し比較をすると、個別の意義及びそれぞれの分化した役割を持つことが明らかになった。
一方、ミトコンドリア融合・分裂因子の機能抑制した細胞・マウス組織を解析することで、そのミトコンドリア及び細胞機能における意義の解析を進めている。培養細胞では分裂抑制によりmtDNAの配置不全が見られ、それにより細胞死の制御に大きな変動がみられることが分かった。さらに、心筋においてミトコンドリア分裂を抑制すると、呼吸不全となり心機能不全となることが分かった。この場合もmtDNAの局在変化が見られ、さらにmtDNAの配置と呼吸活性が関連していることも明らかになった。これらの結果から、mtDNAの動的な変化がミトコンドリアの機能発現に重要な機能を持つことが明らかになった。現在、これらの表現型とミトコンドリア品質管理の関連の詳細解析を進めている。また、これに合わせてマウスを用いた解析を行っており、その全身性での挙動も解析していく。
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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
これまでの研究で、ほぼ順調に研究は進められており、OPA1の論文は間もなく採択されるまで来ているため、進捗も順調であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規細胞系を構築しており、新規因子同定の作業を進行中である。興味深い遺伝子群が同定されつつあるため、様々な解析系を用いてその詳細解析を進めて行く計画である。
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[Journal Article] D-Glutamate is metabolized in the heart mitochondria.2016
Author(s)
M. Ariyoshi, M. Katane, K. Hamase, Y. Miyoshi, M. Nakane, A. Hoshino, Y. Okawa, Y. Mita, S. Kaimoto, M. Uchihashi, K. Fukai, K. Ono, S. Tateishi, D. Hato, R. Yamanaka, S. Honda, Y. Fushimura, E. Iwai-Kanai, N. Ishihara, M. Mita, H. Homma, and S. Matoba.
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Journal Title
Sci. Rep.
Volume: 7
Pages: 43911
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Synaptic dysfunction, memory deficits and hippocampal atrophy due to ablation of mitochondrial fission in adult forebrain neurons.2016
Author(s)
B. Oettinghaus, J. Schulz, L. Restelli, C. Savoia, A. Schmidt, K. Schmitt, A. Grimm, L. Mor J. Hench, M. Tolnay, A. Eckert, P. D'Adamo, P. Franken, N. Ishihara, K. Mihara, J. Bischofberger, L. Scorrano, S. Frank
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Journal Title
Cell Death Diffe
Volume: 23
Pages: 18-28
DOI
Peer Reviewed
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