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突然変異mtDNA導入マウス作製による糖尿病と老化の原因遺伝子の解明

研究課題

研究課題/領域番号 07458226
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 実験動物学
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 米川 博通 (米川 博道)  東京都臨床医学総合研究所, 実験動物研究部門, 部長 (30142110)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,100千円 (直接経費: 7,100千円)
1997年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1996年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
1995年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードマウスmtDNA / 突然変異 / ミトコンドリアノックアウト / ミトコンドリア遺伝子疾患 / 糖尿病 / 老化 / mtDNA欠損細胞 / mtDNA導入 / ミトコンドリア病 / トランスジェニックスマウス / インスリン分泌細胞
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^0細胞株)の樹立が必須である.
このような背景の中で,今年度は以下のような成果をあげた.
(1)突然変異mtDNA導入マウスの作製には,マウスのmtDNA欠損細胞(ρ^0細胞)の樹立が必要不可欠であるが,最近申請者らは世界で初めてマウスのρ^0細胞の樹立に成功した(Inoue,K.,et al.J.Biol.Chem.1997;Inoue,K.,et al.BBRC 1997).また,この細胞を用いてmtDNAの突然変異が糖尿病の原因になり得ることを直接立証した(Soejima,A.,et al.J.Biol.Chem.1996).更に,この細胞に老化したマウスの脳神経系のmtDNAを細胞融合法によって人工的に導入する実験系も確立した(Inour,K.,et al.J.Biol.Chem.,1997).
(2)ごく最近当初の目的である人工的に突然変異を導入したマウスmtDNA含むシャトルベクターの作製に成功し,このベクターのミトコンドリアへの導入法等の確立に全力をあげているところである.
(3)最後に,様々なヒトの病原性突然変異mtDNAを導入したHeLa細胞を使って,ミトコンドリアでこれまで考えられてきた常識を覆えす事実,すなわち"細胞内のミトコンドリアは機能的には単一である"という新しい仮説を提唱し,遺伝学の基礎的分野にも大きく貢献することができた(Takai,D.,et al.,J.Biol.Chem.1997).
今後の展開:本申請の目的である"mtDNAノックアウトマウスの作製"を実現することはできなかったが,すでにマウスのρ^0細胞の樹立とマウスmtDNA含むシャトルベクターの作製に成功し,本申請の目的である"mtDNAノックアウトマウスの作製"を実現できる見通しがでてきた.

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [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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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotoyo, Isobe: "Identification of inheritance modos of mitochondrial diseases by introduction of pure nuclei from mtDNA-less Hela cells to patient-derived fibroblasts." J.Biol.Chem.272. 12606-12610 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 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. 15510-15515 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimiko Inoue: "Isolation and characterization of mitocondrial DNA-less lines from various mammalian cell lines by application of an anticancer drug,ditercalinium" Biochem.Biophys.Res.Commun. 239. 257-260 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi, Shitara: "Matermal ingeritance of mouse mtDNA in interspecific hybrids:segregation of the leaked paternal mtDNA followed by the prevention of subsequent paternal leakage." Genetics. (in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotoyo, Isobe: "Nuclear-recessive mutations of factors involved in mitochondrial translation are responsible for age-related respiration deficiency of human skin fibroblasts." J.Biol.Chem.(in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Daisaku Takai, Kimiko Inoue, Yu-ichi Goto, Ikuya Nonaka, and Jun-Ichi Hayashi.: "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
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotoyo Isobe, Satoshi Kishino, Kimiko Inoue, Daisaku Takai, Hiroko Hirawake, Kiyoshi Kita, Shigeaki Miyabayashi, and Jun-Ichi Hayashi.: "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. 12606-12610 (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
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimiko Inoue, Sayaka Ito, Daisaku Takai, Aki Soejima, Hayase Shisa, Jean-Bernard LePecq, Evelyne Segal-Bendirdjian, Yasuo Kagawa and Jun-Ichi Hayashi.: "Isolation of mtDNA-less mouse cell lines and their application for trapping mouse synaptosomal mtDNA with deletion mutations." J.Biol.Chem.272. 15510-15515 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kimiko Inoue, Daisaku Takai, Hideka Hosaka, Sayaka Ito, Hiroshi Shitara, Kotoyo Isobe, Jean-Bernard LePecq, Evelyne Segal-Bendirdjian, and Jun-Ichi Hayashi.: "Isolation and characterization of mitochondrial DNA-less lines from various mammalian cell lines by application of an anticancer drug, ditercalinium" Biochem.Biophys.Res.Commun.239. 257-260 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hiroshi Shitara, Jun-Ichi Hayashi, Sumiyo Takahama, Hideki Kaneda, and Hiromichi Yonekawa.: "Maternal inheritance of mouse mtDNA in interspecific hybrids : segregation of the leaked paternal mtDNA followed by the prevention of subsequent paternal leakage." Genetics. (in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kotoyo Isobe, Sayaka Ito, Hideka Hosaka, Yukio lwamura, Hiroshi Kondo, Yasuo Kagawa, and Jun-Ichi Hayashi.: "Nuclear-recessive mutations of factors involved in mitochondrial translation are responsible for age-related respiration deficiency of human skin fibroblasts" J.Biol.Chem.(in press). (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 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)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kotoyo Isobe: "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. 12606-12610 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [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. 15510-15515 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kimiko Inoue: "Isolation and characterization of mitochondrial DNA-less lines from various mammalian cell lines by application of an anticancer drug,ditercalinium" Biochem.Biophys.Res.Commun.239. 257-260 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Hiroshi Shitara: "Maternal inheritance of mouse mtDNA in interspecific hybrids : segregation of the leaked paternal mtDNA followed by the prevention of subsequent paternal leakage." Genetics. (in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Kotoyo Isobe: "Nuclear-recessive mutations of factors involved in mitochondrial translation are responsible for age-related respiration deficiency of human skin fibroblasts" J.Biol.Chem.(in press). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [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 p^0 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 required 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: "Exprssion 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 beteen 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か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] Suzuki,H: "Variations inribosomal DNA and mitochondrial DNA among chromosomal species of subterranean mole rats" Mol.Biol.Evol.in press (1996)

    • 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
      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

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2016-04-21  

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