Sensing system of microgravity in muscle mitochondria
Publicly Offered Research
| Project Area | "LIVING IN SPACE" - Integral Understanding of life-regulation mechanism from "SPACE" |
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| Project/Area Number |
18H04981
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
二川 健 徳島大学, 大学院医歯薬学研究部(医学域), 教授 (20263824)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥9,620,000 (Direct Cost: ¥7,400,000、Indirect Cost: ¥2,220,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
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| Keywords | MAM / Mifofusin2 / 尾部懸垂 / カルシウムシグナル / ミトコンドリア / アコニターゼ / MAM構造 / mitofusin2 / 酸化ストレス / 無重力感知 / ミトコンドリア機能異常 / 筋萎縮 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、この酸化ストレスの起源がオルガネラ相互作用の分子装置MAM (Mitochondria-associated ER membranes)であることを実証し、無重力の感知機構(無重力センサー)の全貌を解明を目指した。MAM装置の構造維持を担うテサリング蛋白質、Mitofusin2 (MFN2)の筋特異的ノックアウトマウスを作成し、このマウスは無重力環境に過敏に反応し、筋萎縮を起こしやすいことを実証した。具体的には、以下の様な知見を得た。①模擬微小重力であるクリノローテーションにより、筋芽細胞MAM装置内のMFN2蛋白質量が減少し、MAM構造が破綻することを明らかにした。②また、筋管細胞のMFN2をノックダウンすると、遅筋タイプのMyHC量が減少した。エネルギー代謝も速筋型のものとなった。③C2C12筋管細胞をクリノローテーションに供与すると、ATP処理後の細胞質へのカルシウムFluxが一過性に増大することがわかった。そのカルシウムの増大は抗酸化剤では影響を受けなかった。④MFN2ノックダウン筋芽細胞は、クリノローテーション後増大した細胞内のカルシウム濃度が低下しにくいことを見出した。⑤MFN2筋特異的欠損マウスを尾部懸垂に供した結果、後肢筋で尾部懸垂による筋量の減少が増大傾向を示した。さらに、遅筋線維の選択的な減少やMAM数の減少も見られた。
以上のことから、機械的ストレスでMAM構造が壊れると、小胞体からのミトコンドリアへのカルシウム転送がうまく行かず、細胞質にリークしていることが示唆された。このカルシウムの転送異常がミトコンドリアの機能異常を誘導し、筋萎縮が起こると考えられた。MAMはUnloadingストレスの感知に重要な働きをしている。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 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。
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Report
(2 results)
Research Products
(21 results)
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[Journal Article] Morin suppresses cachexia-induced muscle wasting by binding to ribosomal protein S10 in carcinoma cells.2018
Author(s)
Tomohiro Yoshimura, Kanae Saitoh, Luchuanyang Sun, Yao Wang, Shigeto Taniyama, Kenichi Yamaguchi, Takayuki Uchida, Tsutomu Ohkubo, Atsushi Higashitani, Takeshi Nikawa, Katsuyasu Tachibana, Katsuya Hirasaka
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Journal Title
Biochemical and biophysical research communications
Volume: 506
Issue: 4
Pages: 773-779
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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[Book] 宇宙・医学・栄養学2019
Author(s)
二川 健
Total Pages
112
Publisher
株式会社篠原出版新社
ISBN
9784867057513
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