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突然変異ミトコンドリア導入によるミトコンドリア病の病態モデルマウスの作製

研究課題

研究課題/領域番号 06557040
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分試験
研究分野 神経内科学
研究機関筑波大学

研究代表者

林 純一  筑波大学, 生物科学系, 助教授 (60142113)

研究分担者 後藤 雄一  国立精神神経センター, 神経研究所・微細構造研究部, 室長 (20225668)
埜中 征哉  国立精神神経センター, 武蔵病院・臨床検査部, 部長 (80040210)
研究期間 (年度) 1994 – 1996
研究課題ステータス 完了 (1996年度)
配分額 *注記
15,800千円 (直接経費: 15,800千円)
1996年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
1995年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
1994年度: 9,000千円 (直接経費: 9,000千円)
キーワードmtDNA / ミトコンドリア遺伝子疾患 / mtDNA導入 / ミトコンドリアノックアウトマウス / 疾患モデルマウス / マウスmtDNA / mtDNA突然変異 / mtDNA欠損細胞 / ミトコンドリア病 / 病態モデルマウス / シナプトゾーム / 老化 / 糖尿病 / トランスジェニックマウス
研究概要

突然変異mtDNAのマウス細胞株への導入法の確立、さらには突然変異mtDNA導入マウス系統の樹立は急務となっているが、従来の方法ではDNAを核には導入できてもミトコンドリアには導入することができない。従って、ミトコンドリアノックアウトマウスの作製には、突然変異を持つマウスmtDNAと、マウスの培養細胞株からmtDNAが完全に削除された細胞株(マウスρ^o細胞株)の樹立が必須である。
このような背景の中で、これまで不可能と考えられてきた「マウス突然変異mtDNAを導入したミトコンドリアノックアウトマウスの作製」という本申請の目標が、以下にまとめたような今年度の成果により、かり現実性の高いものになってきたといえる
(1)現在当研究室で保管されている50種以上のマウスの培養細胞を様々な薬剤で処理した後、サザン法やPCR法を用いてmtDNAの様々な欠失や点突然変異を持った細胞株をスクリーニングしたところ、4.5kbの大規模な欠失突然変異を持つmtDNAを30%の割合で含むマウス繊維芽細胞株の樹立に成功した。今後この細胞を再クローン化することにより、より突然変異の多いクローンを分離する予定である。
(2)マウス培養細胞を様々な薬剤で処理してmtDNAを完全に失ったρ^o細胞の樹立に成功した。
(3)多様な欠失や点突然変異やが蓄積しているとされる老化したマウスの脳から、シナプス部分(シナプトソーム)を単離し、これをポリエチレングリコールを用いて、マウスρ^o細胞に融合させる事により、生体からmtDNAが直接導入された融合細胞(cybrids)を作製した。
今後は(3)のcybridsより欠失や点突然変異を大量に持った細胞をクローニングし、このような細胞及び(2)で分離した細胞から単離したミトコンドリアをマウス受精卵に導入してミトコンドリアノックアウトマウス系統を樹立する予定である。

報告書

(4件)
  • 1996 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1995 実績報告書
  • 1994 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (48件)

  • [文献書誌] Kimiko Inoue: "Mutant mtDNA at 1555 A to G in 12S rRNA gene and hypersusceptibility of mitochondrial translation to streptomycin can be co-transferred to ρ^o HeLa cells" Biochem.Biophys.Res.Commun.223. 496-501 (1996)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Aki Soejima: "Mitochondrial DNA is required for regulation of glucose-stimulated insulin secretion in a mouse pancreatic beta cell line,MIN6" J.Biol.Chem.271. 26194-26199 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Sadamitsu Asoh: "Expression of the apoptosis-mediator Fas is enhanced by dysfunctional mitochondria" J.Biochem.120. 600-607 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daisaku Takai: "The interorganellar interaction between distinct human mitochondria with deletion mutant mtDNA from a patient with mitochondrial disease and with HeLa mtDNA" J.Biol.Chem.272. 6028-6033 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yasuo Kagawa: "Gene therapy of mitochondrial diseases using human cytoplasts" Gene Therapy. 4. 6-10 (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 林 純一: "老化にともなうミトコンドリア呼吸機能障害に関係するのは核ゲノムかミトコンドリアゲノムか?" 生体の科学. 47. 565-569 (1996)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimiko Inoue: "Isolation of mtDNA-less mouse cell lines and their application for trapping mouse synaptosomal mtDNA with deletion mutations" J.Biol.Chem.272(in press). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotoyo Isobe: "Identification of Inheritance Modes of Mitochondrial Diseases by Introduction of Pure Nucled from mtDNA-Less HeLa Cells to Patient-Derived Fibroblasts" J.Biol.Chem.272(in press). (1997)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-Ichi Hayashi: "Nuclear but not mitochondrial genome involvement in human age-related mitochondrial dysfunction : functional integrity of mitochondrial DNA from aged subjects." J.Biol.Chem.269. 6878-6883 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daisaku Takai: "Age-associated changes of mitochondrial translation and respiration function in mouse brain." Biochem.Biophys.Res.Commun.217. 668-674 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hideki Kaneda: "Selective elimination of paternal mitochondrial DNA during mouse embryogenesis." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 4542-4546 (1995)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-Ichi Hayashi: "Complete depletion of mitochondrial DNA throughout mitochondria in mitochondrial DNA-less HeLa cells." Mol.Biol.13. 63-67 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-Ichi Hayashi: "Functional and morphological abnormalities of mitochondria in human cells containing mitochondrial DNA with pathogenic point mutations in tRNA genes." J.Biol.Chem.269. 19060-19066 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Jun-Ichi Hayashi: "Human mitochondria and mitochondrial genome function as a single dynamic cellular unit." J.Cell Biol.125. 43-50 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi J-I,Ohta S,Kagawa Y,Kondo H,Kaneda H,Yonekawa H,Takai T,and Miyabayashi: "Nuclear but not mitochondrial genome involvement in human age-related mitochondrial dysfunction : functional integrity of mitochondrial DNA from aged subjects." J.Biol.Chem.269. 6878-6883 (1994)

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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi J-I,Takemitsu M,Goto Y-i, and Nonaka I.: "Human mitochondria and mitochondrial genome function as a single dynamic cellular unit." J.Cell Biol.125. 43-50 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi J-I,Ohta S,Kagawa Y,Takai D,Miyabayashi S,Tada K,Fukushima F,Inui K,Okada S,Goto Y-i, and Nonaka I.: "Functional and morphological abnormalities of mitochondria in human cells containing mitochondrial DNA with pathogenic point mutations in tRNA genes." J.Biol.Chem.269. 19060-19066 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi J-I,Takai D,Nonaka I,Kaneda H,and Yonekawa H.: "Complete depletion of mitochondrial DNA throughout mitochondria in mitochondrial DNA-less HeLa cells." Mol.Biol.13. 63-67 (1994)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kaneda H,Hayashi J-I,Takahama S,Taya C,Fischer Lindahl K,and Yonekawa H.: "Selective elimination of paternal mitochondrial DNA during mouse embryogenesis." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. 92. 4542-4546 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takai D,Inoue K,Shisa H,Kagawa Y,and Hayashi J-I.: "Age-associated changes of mitochondrial translation and respiration function in mouse brain." Biochem.Biophys.Res.Commun.217. 668-674 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue K,Takai D,Soejima A,Isobe K,Yamasoba T,Oka Y,Goto Y-i, and Hayashi J-I.: "Mutant mtDNA at 1555 A to G in 12S rRNA gene and hypersusceptibility of mitochondrial translation to streptomycin can be co-transferred to rho^0 HeLa cells" Biochem.Biophys.Res.Commun.223. 496-501 (1996)

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    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Asoh S,Mori T,Hayashi J-I,and Ohta S.: "Expression of the apoptosis-mediator Fas is enhanced by dysfunctional mitochondria" J.Biochem.120. 600-607 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Soejima A,Inoue K,Takai D,Kaneko M,Ishihara H,Oka Y,and Hayashi J-I.: "Mitochondrial DNA is required for regulation of glucose-stimulated insulin secretion in a mouse pancreatic beta cell line, MIN6" J.Biol.Chem.271. 26194-26199 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takai D,Inoue K,Goto Y-i, Nonaka I,and Hayashi J-I.: "The interorganellar interaction between distinct human mitochondria with deletion mutant mtDNA from a patient with mitochondrial disease and with HeLa mtDNA" J.Biol.Chem.272. 6028-6033 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kagawa Y and Hayashi J-I.: "Gene therapy of mitochondrial diseases using human cytoplasts" Gene Therapy. 4. 6-10 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Isobe K,Kishino S,Inoue K,Takai D,Hirawake H,Kita K,Miyabayashi S,and Hayashi J-I: "Identification of Inheritance Modes of Mitochondrial Diseases by Introduction of Pure Nuclei from mtDNA-Less HeLa Cells to Patient-Derived Fibroblasts" J.Biol.Chem.272(in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Inoue K,Ito S,Takai D,Soejima A,Shisa H,LePecq J-B,Segal-Bendirdjian E,Kagawa Y and Hayashi J-I.: "Isolation of mtDNA-less mouse cell lines and their application for trapping mouse synaptosomal mtDNA with delection mutations" J.Biol.Chem.272(in press). (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hayashi J-I.: "Which genome, nuclear or mitochondrial, is responsible for the age-associated mitochondrial dysfunction? (in Japanese)" Seitano Kagaku. 47. 565-569 (1996)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1996 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimiko Inoue: "Mutant mtDNA at 1555 S to G in 125 rRNA gene and hypersusceptibility of mitochondrial translation to streptomycin can be co-transferred to ρο HeLa cells" Biochem.Biophys.Res.Commun.223. 496-501 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Aki Soejima: "Mitochondrial DNA is requied for regulation of glucose-stimulated insulin secretion in a mouse pancreatic beta cell line,MIN6" J.Biol.Chem.271. 26194-26199 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Sadamitsu Asoh: "Expression of the apoptosis-mediator Fas is enhanced by dysfunctional mitochondria" J.Biochem.120. 600-607 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Daisaku Takai: "The interorganellar interaction between distinct human mitochondria with deletion mutant mtDNA from a patient with mitochondrial disease and with HeLa mtDNA" J.Biol.Chem.272. 6028-6033 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuo Kagawa: "Gene therapy of mitochondrial diseases using human cytoplasts" Gene Therapy. 4. 6-10 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "老化にともなうミトコンドリア呼吸機能障害に関係するのは核ゲノムがミトコンドリアゲノムか?" 生体の科学. 47. 565-569 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Kaneda, H: "Selective elimination of paternal mitochondrial DNA during mouse embryogenesis." Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 92. 4542-4546 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Takai, D: "Age-associated changes of mitochondrial translation and respiratory function in mouse brain" Biochem. Biophys. Res. Commun.217. 668-674 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Nakamura, M: "A novel point mutation in the mitochondrial tRNA-Ser(CUN)gene detected in a family with MERRF/MELAS overlap syndrome" Biochem. Biophys. Res. Commun.214. 86-93 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "ヒトのミトコンドリアとミトコンドリアゲノムは機械的に連続した一つの単位として働く" 蛋白質 核酸 酵素. 40. 143-150 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "ミトコンドリア病:ミトコンドリアゲノムの体細胞遺伝学" 最新医学. 50. 1267-1274 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] 後藤 雄一: "MELAS" 小児科診療. 61. 581-584 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] Kaneda,H,Hayashi,J.-l.,et al.: "Selective elimination of paternal mtDNA during mouse embryogenesis." Proc.Natl.Acad.Sci.USA. (in press). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,J.-l.,et al.: "Functional and morphological abnormalities of mitochondria in human cells containing mitochondrial DNA with pathogenic point mutations in tRNA genes." J.Biol.Chem.269. 19060-19066 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,J.-l.,et al.: "Human mitochondria and mitochondrial genome function as a single dynamic cellular unit." J.Cell Biol.125. 43-50. (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,J.-l.,et al.: "Nuclear but not mitochondrial genome involvement in human age-related mitochondrial dysfunction." J.Biol.Chem.269. 6878-6883 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] Hayashi,J.-l.,et al.: "Complete depletion of mitochondrial DNA throughout mitochondria in mitochondrial DNA-less HeLa cells." Life Science Advances. 13. 63-67. (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "ミトコンドリア病・ミトコンドリアの体細胞遺伝学" 最新医学. (印刷中). (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "ヒトのミトコンドリアとミトコンドリアゲノムは機能的に連続した一つの単位として働く." 蛋白質核酸酵素. 40. 143-150 (1995)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書
  • [文献書誌] 林 純一: "p^0HeLa細胞によるミトコンドリアの病因性突然変異の解析" 細胞工学. 13. 920-927 (1994)

    • 関連する報告書
      1994 実績報告書

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公開日: 1994-04-01   更新日: 2016-04-21  

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