2019 Fiscal Year Annual Research Report

ミトコンドリア・クリステ形態を構築するロジック

Publicly Offered Research

Project Area	Discovery of the logic that establishes the 3D structure of organisms
Project/Area Number	18H04768
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	立川正志京都大学, ウイルス・再生医科学研究所, 准教授 (30556882)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2020-03-31
Keywords	生物物理 / オルガネラ
Outline of Annual Research Achievements	前年度の解析より、ミトコンドリア内膜にかかる張力がミトコンドリアチューブ形態を生み出す駆動力として働きうること、また、クリステを構成する分子の集合とその非平衡ゆらぎがクリステ伸長を介して内膜に張力を与えることを示した。そこで膜シミュレーションを用いて、その挙動を確かめた。クリステを形成する分子として膜曲率を生み出すF1F0-ATPアーゼが知られている。シミュレーションの結果F1F0-ATPアーゼの集合は平面膜にクリステ上の突起を生み出すとともに膜張力を上昇させることが分かった。またF1F0-ATPアーゼに非平衡ゆらぎを与えることで、その突起が伸長するとともに、膜張力のさらなる上昇を生み出すことも確かめられた。また、ミトコンドリアチューブ形態の数理モデルをたてることで、浸透圧・内膜張力・モーター牽引力がチューブ形態にどのような影響を及ぼすか解析的に調べた。結果、チューブ形態には内膜張力が必須であること、チューブの径は主に内膜張力・モーター牽引力に依存して決まる一方でチューブ形態の安定化に浸透圧が必要であることを示した。
Research Progress Status	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
Strategy for Future Research Activity	令和元年度が最終年度であるため、記入しない。