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小脳プルキンエ細胞樹状突起発生過程におけるミトコンドリアのダイナミクスと機能

研究課題

研究課題/領域番号 13J02523
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 神経・筋肉生理学
研究機関京都大学

研究代表者

福光 甘斎  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードミトコンドリア / クレアチン / プルキンエ細胞 / 樹状突起 / アクチン / エネルギー代謝 / ATP
研究実績の概要

生物は細胞内外の環境の変化にも関わらず、細胞内のエネルギー状態を一定に保つためにミトコンドリアを中心とする好気呼吸のみならず、酸素を使わない嫌気呼吸などエネルギー供給の多重システムを発達させている。本研究では、中枢神経系神経細胞の中でも際立って複雑な樹状突起を持つ小脳プルキンエ細胞をモデルとし、特に樹状突起形成過程に着目し、樹状突起形成を支えるエネルギー代謝機構を明らかにすることを目的に研究を行った。前年度はミトコンドリアが樹状突起に配置されることが樹状突起形成に重要な役割を果たすことを明らかにした。本年度は、エネルギー供給システムであるクレアチンシャトルに着目し、樹状突起形成への影響を検証した。その結果、クレアチンシャトルの阻害により、樹状突起の矮小化がみられた。また、細胞質クレアチンキナーゼとして知られるCK-BとCK-Mの二種類のクレアチンキナーゼが樹状突起形成に重要な役割を果たすことが明らかになった。FRETプローブであるATeamを用いた解析から、クレアチンシャトルが定常状態での細胞内 ATP量の維持に重要な役割を果たしていることが示唆された。さらに、 突起先端部でのGFP-actin のFRAP解析により、クレアチンシャトルがアクチン代謝を制御することが明らかになった。以上の結果から、クレアチンシャトルが細胞内エネルギー量を維持し、アクチン代謝を制御することで樹状突起形成を制御することが明らかになった。これら一連の研究成果はThe Journal of Neuroscience 誌に発表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Synergistic action of dendritic mitochondria and creatine kinase maintains ATP homeostasis and actin dynamics in growing neuronal dendrites.2015

    • 著者名/発表者名
      Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima, Azumi Yoshimura, You Kure Wu, John Heuser, and Mineko Kengaku.
    • 雑誌名

      The Journal of Neuroscience

      巻: 35 号: 14 ページ: 5707-23

    • DOI

      10.1523/jneurosci.4115-14.2015

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 樹状突起ミトコンドリアとクレアチンキナーゼによる局所ATP生産が小脳プルキンエ細胞の樹状突起伸長を制御する2014

    • 著者名/発表者名
      福光甘斎、藤島和人、吉村安寿弥、呉攸、Heuser John、見学美根子
    • 学会等名
      第37回日本神経科学大会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市
    • 年月日
      2014-09-11 – 2014-09-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics and function of mitochondria during dendrite morphogenesis of cerebellar Purkinje cells2014

    • 著者名/発表者名
      Kansai Fukumitsu, Kazuto Fujishima, Kure Yu, Azumi Yoshimura, John Heuser, Mineko Kengaku
    • 学会等名
      The 12th International Student Seminar (Poster)
    • 発表場所
      京都大学芝蘭会館(京都市左京区吉田近衛町)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 小脳プルキンエ細胞樹状突起発生過程におけるミトコンドリアのダイナミクスと機能2014

    • 著者名/発表者名
      福光甘斎、藤島和人、呉攸、吉村安寿弥、John Heuser、見学美根子
    • 学会等名
      第7回神経発生討論会(ポスター)
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館(大阪府吹田市山田丘2)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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