モデル生物を利用したミトコンドリアゲノムの安定性に関する新規遺伝子群の探索

• Project/Area Number: 19657001
• Research Category: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Genetics/Genome dynamics
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 東谷 篤志 Tohoku University, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40212162)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2008: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000); Fiscal Year 2007: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
• Keywords: ミトコンドリア / チェックポイント / DNA複製 / ATR / ATM / DNAマイクロアレイ / アポトーシス / 細胞周期 / mtDNA / Ataxia

Research Abstract

線虫の細胞周期チェックポイント制御に関わるATL1(ヒトATRの相同的遺伝子)が、ミトコンドリアのDNA複製の制御に深く関わることを、突然変異系統ならびにそのRNAiによる発現抑制個体を用いて、今回、世界に先駆けて明らかにすることが出来た。さらに、この原因がDNA複製の基質やその合成に深く関わるribonucleotide riductaseの発現調節などに関わるものでないことも明らかにした。この研究成果は、Genetics. 2008 180(1):681-6. に発表するに至った。また、ミトコンドリア損傷の分子影響と放射線照射時の影響、強磁場暴露の影響とそれぞれDNAマイクロアレイを用いて、全ゲノムの網羅的な遺伝子発現を解析することで、比較解析を行った。
さらに、ヒト培養細胞を用いた研究を行い、上記の核のチェックポイント制御に関わる遺伝子がミトコンドリアの維持にも同様に関与するのかについて調べた結果、ヒトATR遺伝子が人為的な破壊細胞では、ミトコンドリアDNAのコピー数の低下は認められなかったが、転写やタンパク質間の新規相互作用を含め、核とミトコンドリアの両方に関して、ある種の連携が共通にみられることが明らかになった。

Research Products

• [Journal Article] Maintenance of mitochondrial DNA by the Caenorhabditis elegans ATR checkpoint protein ATL-1 (2008)
  • Author(s): Mori C, Takanami T, Higashitani A.
  • Journal Title: Genetics 180 Pages: 681-686
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The effect of high strength static magnetic fields and ionizing radiation on gene expression and DNA damage in Caenorhabditis elegans (2008)
  • Author(s): Kimura T, Takahashi K, Suzuki Y, Konishi Y, Ota Y, Mori C, Ikenaga T, Takanami T, Saito R, Ichiishi E, Awaji S, Watanabe K, Higashitani A
  • Journal Title: Bioelectromagnetics 29 Pages: 605-614
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Involvement of HMG-12 and CAR-1 in the cdc-48.1 expression of Caenorhabditis elegans (2008)
  • Author(s): Yamauchi S, Higashitani N, Otani M, Higashitani A, Ogura T, Yamanaka K.
  • Journal Title: Developmental Biology 318 Pages: 348-359
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans par 2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and its defect causes comprehensive transcriptional alterations including a hypoxia response (2008)
  • Author(s): Sugimoto T, Mori C, Takanami T, Sasagawa Y, Saito R, Ichiishi E. Higashitani A
  • Journal Title: Experimental Cell Research 314 Pages: 103-114
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ataxia telangiectasiaファミリーによるミトコンドリアDNAの維持機構 (2008)
  • Author(s): 森ちひろ、東谷篤志
  • Journal Title: 放射線生物研究 43 Pages: 272-283
  • NAID: 40016267802
• [Journal Article] Caenorhabditis elegans par2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and its defect causes comprehensive transcriptional alterations including a hypoxia response. (2008)
  • Author(s): Sugimoto T, Mori C, Takanami T, Sasagawa Y, Saito R, Ichiishi E, Higashitani A.
  • Journal Title: Experimental Cell Research(Highlight in this issue) 314 Pages: 103-114
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 線虫C. elegansのATRタンパク質ATL-1によるミトコンドリアDNAの維持 (2008)
  • Author(s): 森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • Organizer: 日本放射線影響学会第51回大会
  • Place of Presentation: 北九州産業医科大学
  • Year and Date: 2008-10-15
• [Presentation] 線虫における静磁場と放射線応答に関する研究 (2008)
  • Author(s): 木村孝文、森ちひろ、高浪タカ子、坂下哲哉、小林泰彦、東谷篤志
  • Organizer: 日本放射線影響学会第51回大会
  • Place of Presentation: 北九州産業医科大学
  • Year and Date: 2008-10-15
• [Presentation] 線虫atl-1(ATR遺伝子)によるミトコンドリアDNA複製の制御機構 (2007)
  • Author(s): 森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • Organizer: 第30回 日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜
• [Presentation] C. elegans par2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and defect causes comprehensive transcriptional alterations including ahypoxia response (2007)
  • Author(s): 杉本朋子、森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • Organizer: 第7回 日本ミトコンドリア学会年会
  • Place of Presentation: 鹿児島