Omics analyses of the regulatory mechanisms of mitochondrial permeability transition

• Project/Area Number: 26460069
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biological pharmacy
• Research Institution: The University of Tokushima
• Principal Investigator: YAMAMOTO Takenori 徳島大学, 先端酵素学研究所(プロテオ), 講師 (80457324)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2014: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: ミトコンドリア / 透過性遷移 / カルシウム / 細胞死 / オミクス解析 / 酵母

Outline of Final Research Achievements

The mitochondrial calcium uniporter (MCU) complex is a highly-selective calcium channel, and this complex is believed to consist of a pore-forming subunit, MCU, and its regulatory subunits. As yeast cells lack orthologues of the mammalian proteins, the yeast expression system for the mammalian calcium uniporter subunits is useful for investigating their functions. We here established a yeast expression system for the mouse MCU and 7 other subunits. Using this expression system, we analyzed the essential MCU regulator (EMRE), which is a key subunit for Ca2+ uptake but whose functions and structure remain unclear. Deletion of acidic amino acids conserved in EMRE did not significantly affect Ca2+ uptake; thus, EMRE did not have basic properties of ion channels such as ion-selectivity filtration and ion concentration. Meanwhile, the close interaction between MCU and EMRE suggested that EMRE might be a structural factor for opening of the MCU-forming pore.

Research Products

• [Journal Article] Pharmacokinetic Studies of Orally Administered Magnesium Oxide in Rats (2017)
  • Author(s): Yuya Yoshimura, Kosuke Fujisaki, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara
  • Journal Title: YAKUGAKU ZASSHI Volume: 137 Issue: 5 Pages: 581-587
  • DOI: 10.1248/yakushi.16-00020
  • NAID: 130005631456
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • Year and Date: 2017-05-01
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Synthetic Ubiquinones Specifically Bind to Mitochondrial Voltage-Dependent Anion Channel 1 (VDAC1) in Saccharomyces cerevisiae Mitochondria. (2017)
  • Author(s): Masatoshi Murai, Ayaka Okuda, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara and Hideto Miyoshi
  • Journal Title: Biochemistry Volume: 56 Issue: 4 Pages: 570-581
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.6b01011
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Identification of amino acid residues of mammalian mitochondrial phosphate carrier important for its functional expression in yeast cells, as achieved by PCR-mediated random mutation and gap-repair cloning. (2016)
  • Author(s): Ryohei Yamagoshi, Takenori Yamamoto, Mitsuru Hashimoto, Ryohei Sugahara, Takahiro Shiotsuki, Hideto Miyoshi, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • Journal Title: Mitochondrion Volume: 32 Pages: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.mito.2016.11.003
  • NAID: 120006732017
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of the structure and function of EMRE in a yeast expression system. (2016)
  • Author(s): Yamamoto T, Yamagoshi R, Harada K, Kawano M, Minami N, Ido Y, Kuwahara K, Fujita A, Ozono M, Watanabe A, Yamada A, Terada H, Shinohara Y
  • Journal Title: Biochim Biophys Acta - Bioenergetics Volume: S0005-2728 Issue: 6 Pages: 30066-4
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.03.019
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Immunoblotting with Peptide Antibodies: Differential Immunoreactivities Caused by Certain Amino Acid Substitutions in a Short Peptide and Possible Effects of Differential Refolding of the Peptide on a Nitrocellulose or PVDF Membrane (2015)
  • Author(s): Takenori Yamamoto, Taisuke Matsuo, Atsushi Yamamoto, Ryohei Yamagoshi, Kazuto Ohkura, Masatoshi Kataoka, Yasuo Shinohara
  • Journal Title: Methods Mol. Biol. Volume: 1348 Pages: 303-310
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2999-3_26
  • ISBN: 9781493929986, 9781493929993
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Trichopolyn VI: a new peptaibol insecticidal compound discovered using a recombinant <i>Saccharomyces cerevisiae</i> screening system (2015)
  • Author(s): Suga T, Asami Y, Hashimoto S, Nonaka K, Iwatsuki M, Nakashima T, Watanabe Y, Sugahara R, Shiotsuki T, Yamamoto T, Shinohara Y, Ichimaru N, Murai M, Miyoshi H, Omura S, Shiomi K.
  • Journal Title: The Journal of General and Applied Microbiology Volume: 61 Issue: 3 Pages: 82-87
  • DOI: 10.2323/jgam.61.82
  • NAID: 130005090097
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Bongkrekic Acid Analogue, Lacking One of the Carboxylic Groups of its Parent Compound, Shows Moderate but pH-insensitive Inhibitory Effects on the Mitochondrial ADP/ATP Carrier (2015)
  • Author(s): Atsushi Yamamoto, Keisuke Hasui, Hiroshi Matsuo, Katsuhiro Okuda, Masato Abe, Kenji Matsumoto, Kazuki Harada, Yuya Yoshimura, Takenori Yamamoto, Kazuto Ohkura, Mitsuru Shindo, Yasuo Shinohara
  • Journal Title: Chem. Biol. Drug Des. Volume: 86 Issue: 5 Pages: 1304-1322
  • DOI: 10.1111/cbdd.12594
  • NAID: 120006732016
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Ascosteroside C, a new mitochondrial respiration inhibitor discovered by pesticidal screening using recombinant Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • Author(s): Suga T, Asami Y, Hashimoto S, Nonaka K, Iwatsuki M, Nakashima T, Sugahara R, Shiotsuki T, Yamamoto T, Shinohara Y, Ichimaru N, Murai M, Miyoshi H, Omura S, Shiomi K.
  • Journal Title: J Antibiot (Tokyo) Volume: 68 Issue: 10 Pages: 649-652
  • DOI: 10.1038/ja.2015.43
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Two adenine nucleotide translocase paralogues involved in cell proliferation and spermatogenesis in the silkworm Bombyx mori. (2015)
  • Author(s): Sugahara R, Jouraku A, Nakakura T, Kusakabe T, Yamamoto T, Shinohara Y, Miyoshi H, Shiotsuki T.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 10 Issue: 3 Pages: e0119429-e0119429
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0119429
  • NAID: 120006872351
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Effects of employment of distinct strategies to capture antibody on antibody delivery into cultured cells. (2015)
  • Author(s): Kuwahara K, Harada K, Yamagoshi R, Yamamoto T, Shinohara Y.
  • Journal Title: Mol Cell Biochem Volume: 404 Issue: 1-2 Pages: 25-30
  • DOI: 10.1007/s11010-015-2362-x
  • NAID: 120006763927
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mastoparan peptide causes mitochondrial permeability transition not by interacting with specific membrane proteins but by interacting with the phospholipid phase. (2014)
  • Author(s): Takenori Yamamoto, Mika Ito, Keita Kageyama, Kana Kuwahara, Kikuji Yamashita, Yoshiharu Takiguchi, Seiichiro Kitamura, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • Journal Title: The FEBS Journal Volume: Vol.281, No.17 Issue: 17 Pages: 3933-3944
  • DOI: 10.1111/febs.12930
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Utility of syntenic relationships of VDAC1 pseudogenes for not only an understanding of the phylogenetic divergence history of rodents, but also ascertaining possible pseudogene candidates as genuine pseudogenes (2014)
  • Author(s): Yusuke Ido, Tatsuki Yoshitomi, Kazuto Ohkura, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara
  • Journal Title: Genomics Volume: 104 Issue: 2 Pages: 128-133
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2014.05.003
  • NAID: 120006763928
  • Peer Reviewed
• [Presentation] クロナゼパムがマウスの遺伝子発現に及ぼす影響のマイクロアレイ解析 (2017)
  • Author(s): 谷口 あい, 山本 武範, 井戸 佑介, 廣島 佑香, 山田 安希子, 篠原 康雄
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 仙台コンベンションセンター, 宮城県, 仙台市
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] 酵母発現系によるミトコンドリアカルシウムユニポーター(MCU)の構造機能解析 (2017)
  • Author(s): 山本 武範, 大園 瑞音, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 仙台コンベンションセンター, 宮城県, 仙台市
  • Year and Date: 2017-03-24
• [Presentation] 合成ユビキノンは出芽酵母ミトコンドリア電位依存性アニオンチャンネル (VDAC)に特異的に結合する (2017)
  • Author(s): 村井 正俊, 奥田 絢香, 山本 武範, 篠原 康雄, 三芳 秀人
  • Organizer: 日本農薬学会第42回大会
  • Place of Presentation: 松山全日空ホテル, 愛媛県, 松山市
  • Year and Date: 2017-03-06
• [Presentation] 新規殺虫剤標的分子としての昆虫のミトコンドリア膜 CoA 輸送体の遺伝子と その機能 (2017)
  • Author(s): 皆葉 正臣, 管原 亮平, 上樂 明也, 山本 武範, 篠原 康雄, 小瀧 豊美, 三芳 秀人, 塩月 孝博
  • Organizer: 日本農薬学会第42回大会
  • Place of Presentation: 松山全日空ホテル, 愛媛県, 松山市
  • Year and Date: 2017-03-06
• [Presentation] Functional expression of mammalian mitochondrial phosphate carrier in yeast cells (2016)
  • Author(s): Yamagoshi Ryohei, Takenori Yamamoto, Mitsuru Hashimoto, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • Organizer: The American Society for Cell Biology 2016
  • Place of Presentation: Moscone Center San Francisco, California, US
  • Year and Date: 2016-12-03
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 酵母再構成系を用いたミトコンドリアカルシウムユニポーターの 構造機能解析 (2016)
  • Author(s): 山本 武範, 大園 瑞音, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 名古屋市立大学薬学部, 愛知県, 名古屋市
  • Year and Date: 2016-11-17
• [Presentation] ミトコンドリアのADP/ATP輸送体はボンクレキン酸とどのように相互作用しているのか (2016)
  • Author(s): 大和 永奈, 山越 亮平, 山本 武範, 廣島 佑香, 三芳 秀人, 新藤 充, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第55回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 就実大学薬学部, 岡山県, 岡山市
  • Year and Date: 2016-11-05
• [Presentation] 酵母再構成系を用いたミトコンドリアカルシウムユニポーター(MCU)の構造機能解析 (2016)
  • Author(s): 大園 瑞音, 山本 武範, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第55回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 就実大学薬学部, 岡山県, 岡山市
  • Year and Date: 2016-11-05
• [Presentation] Analysis of the Structure and Function of EMRE in Mitochondrial Calcium Channel using a Yeast Expression System (2016)
  • Author(s): Takenori Yamamoto, Yamagoshi Ryohei, Harada Kazuki, Kawano Mayu, Minami Naoki, Ido Yusuke, Ozono Mizune, Watanabe Akira, Akiko Yamada, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • Organizer: European Bioenergetics Conference 2016
  • Place of Presentation: Conference center, Riva del Garda, Italy
  • Year and Date: 2016-07-02
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] ミトコンドリアカルシウムチャネルの ルテニウムレッド感受性に関与するアミノ酸残基の同定 (2016)
  • Author(s): 安井 春香, 山本 武範, 山越 亮平, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第8回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島文理大学香川薬学部, 香川県, さぬき市
  • Year and Date: 2016-05-30
• [Presentation] ポリエチレンイミンはミトコンドリア膜の酸性リン脂質に作用して シトクロムc漏出を誘起する (2016)
  • Author(s): 角田 萌, 山本 武範, 小武 和正, 伊藤 美香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第8回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • Place of Presentation: 徳島文理大学香川薬学部, 香川県, さぬき市
  • Year and Date: 2016-05-30
• [Presentation] 哺乳類ミトコンドリアのリン酸輸送担体の酵母での機能的発現 (2015)
  • Author(s): 山越 亮平, 山本 武範, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] 酵母を使ったミトコンドリアのカルシウム取込みにおけるEMRE の機能解析 (2015)
  • Author(s): 山本 武範, 山越 亮平, 原田 一樹, 河野 麻由, 桑原 かな, 南 尚希, 山田 安希子, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • Place of Presentation: 熊本大学薬学部（熊本県熊本市）
  • Year and Date: 2015-11-19
• [Presentation] ミトコンドリアのADP/ATP輸送体とCoenzyme A輸送体の機能発現に重要なアミノ酸残基の保存と相違 (2015)
  • Author(s): 南 尚希, 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第54回日本薬学会中国四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 高知市文化プラザ かるぽーと（高知県高知市）
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] Inhibitory effects of the bongkrekic acid analogues on the mitochondrial ADP/ATP carrier (2015)
  • Author(s): 山本 篤司, 奥田 勝博, 安部 真人, 松本 健司、山本武範、新藤充、篠原康雄
  • Organizer: 第43回構造活性相関シンポジウム
  • Place of Presentation: 新潟日報メディアシップ 日報ホール（新潟県新潟市）
  • Year and Date: 2015-09-27
• [Presentation] マイクロアレイで遺伝子発現の定量的評価は可能か (2015)
  • Author(s): 秦 拓也, 尾華 絵里子, 角幡 玲, 堀 友繁, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎大学薬学部（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-21
• [Presentation] ヒドロキシアパタイトによるミトコンドリアタンパク質分離の分子論 (2015)
  • Author(s): 山本 武範, 玉置 春菜, 勝田 千恵, 中谷 極, 寺内 さつき, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • Place of Presentation: 長崎大学薬学部（長崎県長崎市）
  • Year and Date: 2015-08-21
• [Presentation] Induction of mitochondrial permeability transition by dequalinium (2015)
  • Author(s): Shima Sawako, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara and Yoshiharu Takiguchi
  • Organizer: 40th FEBS Congress
  • Place of Presentation: the Estrel Convention Center in Berlin (Germany)
  • Year and Date: 2015-07-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Effects of employment of distinct strategies to capture antibody on antibody delivery into cultured cells (2015)
  • Author(s): Kuwahara Kana, Harada Kazuki, Yamagoshi Ryohei, Yoshiharu Takiguchi, Takenori Yamamoto and Yasuo Shinohara
  • Organizer: 40th FEBS Congress
  • Place of Presentation: the Estrel Convention Center in Berlin (Germany)
  • Year and Date: 2015-07-04
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 昆虫ミトコンドリアのADP/ATP carrier の酵母における機能的発現 (2015)
  • Author(s): 原田 一樹, 猪谷 祐貴, 菅原 亮平, 塩月 孝博, 三芳 秀人, 橋本 満, 真島 英司, 寺田 弘, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] デカリニウムはミトコンドリアに透過性遷移を誘起する (2015)
  • Author(s): 島 佐和子, 山本 武範, 榎本 麻里子, 山下 菊治, 寺田 弘, 篠原 康雄, 滝口 祥令
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] 抗体導入試薬の性質の違いが細胞内への抗体の導入に及ぼす影響 (2015)
  • Author(s): 桑原 かな, 原田 一樹, 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] プロテオミクスによる分離分析技術と生化学的解析を応用したミトコンドリア研究 (2015)
  • Author(s): 山本 武範
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • Invited
• [Presentation] プレ配列の削除及び特定のアミノ酸残基の変異による哺乳類のリン酸輸送担体の酵母ミトコンドリアにおける機能的発現 (2015)
  • Author(s): 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 日本薬学会年会
  • Place of Presentation: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • Year and Date: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [Presentation] 抗原抗体反応を用いたミトコンドリア外膜におけるヒトVDAC1のトポロジー解析 (2014)
  • Author(s): 河野 麻由, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第53回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会, 2014年11月.
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県、広島市）
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] Mastoparanはミトコンドリアのリン脂質膜に作用して透過性遷移を誘導する (2014)
  • Author(s): 伊藤 美香, 山本 武範, 懸山 啓太, 桑原 かな, 山下 菊治, 滝口 祥令, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • Organizer: 第53回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場（広島県、広島市）
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] 二つの抗体送達システムにおける送達作用の比較 (2014)
  • Author(s): 桑原 かな, 原田 一樹, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第52回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海度、札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [Presentation] オリゴマイシンとロテノンはミトコンドリアの透過性遷移に相乗的な阻害作用を示す (2014)
  • Author(s): 小武 和正, 猪谷 祐貴, 吉村 勇哉, 原田 一樹, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第52回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海度、札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [Presentation] 哺乳類のリン酸輸送担体を酵母のミトコンドリアに機能的に発現させるために必要な因子の理解に向けて (2014)
  • Author(s): 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • Organizer: 第6回日本生物物理学会第6回中国四国支部大会
  • Place of Presentation: とりぎん文化会館（鳥取県、鳥取市）
  • Year and Date: 2014-05-17 – 2014-05-18