ミトコンドリアにおける新たな脂肪酸輸送・代謝機構の解明

• 研究課題/領域番号: 17H03805
• 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: 応用生物化学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 梅田 眞郷 京都大学, 工学研究科, 教授 (10185069)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2019年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
• キーワード: ミトコンドリア / 脂肪酸 / 輸送体 / エネルギー代謝 / ショウジョウバエ

研究成果の概要

カルニチンパルミトイルトランスフェラーゼ(CPT1)は、ミトコンドリア内への長鎖脂肪酸の輸送および引き続くβ酸化の律速酵素として働き、エネルギー代謝制御の中心的な役割を担う。しかし、炭素鎖12までの短・中鎖脂肪酸はCPT1非依存的にミトコンドリアへ輸送されるとされるが、その輸送機構の詳細及び制御機構は明らかではい。本研究では、ショウジョウバエの遺伝子スクリーニングにより、CPT1経路を代替するミトコンドリアへの新たな脂肪酸輸送経路を見出し、その詳細な解析により短・中鎖脂肪酸のミトコンドリア内への輸送に重要な役割を果たすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で新たに同定した脂肪酸輸送体は、ミトコンドリアSolute carrier (SLC)トランスポーターであるSLC25A50のショウジョウバエ相同分子であった。一方、ヒトSLC25A50の一塩基多型は肥満との相関が報告されており、同分子が哺乳動物における脂肪酸代謝にも深く関与することを示唆している。本研究で得られた知見は、従来の脂肪酸代謝経路の大幅な見直しを迫るものであり、肥満をはじめとする脂質代謝異常症の新たな視点からの理解につながることが期待される。

研究成果

• [雑誌論文] Changes in the physicochemical properties of fish cell membranes during cellular senescence (2020)
  • 著者名/発表者名: Akifumi Shiomi, Kohjiro Nagao, Hisae Kasai, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 雑誌名: BIOSCIENCE, BIOTECHNOLOGY, AND BIOCHEMISTRY 巻: 84 号: 3 ページ: 583-593
  • DOI: 10.1080/09168451.2019.1695576
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structure and Function of Δ9-Fatty Acid Desaturase (2019)
  • 著者名/発表者名: Nagao, K., Murakami, A., Umeda, M.
  • 雑誌名: ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＆ ＰＨＡＲＭＡＣＥＵＴＩＣＡＬ ＢＵＬＬＥＴＩＮ 巻: 67 号: 4 ページ: 327-332
  • DOI: 10.1248/cpb.c18-01001
  • NAID: 130007621738
  • ISSN: 0009-2363, 1347-5223
  • 年月日: 2019-04-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Different mechanisms for selective transport of fatty acids using a single class of lipoprotein in Drosophila (2019)
  • 著者名/発表者名: Naoya Matsuo, Kohjiro Nagao, Takuto Suito, Naoto Juni, Utako Kato, Yuji Hara, Masato Umeda
  • 雑誌名: Journal of Lipid Research 巻: 60 号: 7 ページ: 1199-1211
  • DOI: 10.1194/jlr.m090779
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cell surface flip-flop of phosphatidylserine is critical for PIEZO1-mediated myotube formation (2018)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya Masaki、Hara Yuji、Okuda Masaki、Itoh Karin、Nishioka Ryotaro、Shiomi Akifumi、Nagao Kohjiro、Mori Masayuki、Mori Yasuo、Ikenouchi Junichi、Suzuki Ryo、Tanaka Motomu、Ohwada Tomohiko、Aoki Junken、Kanagawa Motoi、Toda Tatsushi、Nagata Yosuke、Matsuda Ryoichi、Takayama Yasunori、Tominaga Makoto、Umeda Masato
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 9 号: 1 ページ: 2049-2049
  • DOI: 10.1038/s41467-018-04436-w
  • NAID: 120006471161
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ransport and Metabolism of Carotenoids in Drosophila melanogaster. (2018)
  • 著者名/発表者名: Suito, T., Nagao, K., Umeda, M.
  • 雑誌名: Carotenoid Science 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synthesis of omega-3 long-chain polyunsaturated fatty acid-rich triacylglycerols in an endemic goby, Gymnogobius isaza, from Lake Biwa, Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Suito Takuto、Nagao Kohjiro、Hatano Masataka、Kohashi Kenichi、Tanabe Aiko、Ozaki Hiromichi、Kawamoto Jun、Kurihara Tatsuo、Mioka Tetsuo、Tanaka Kazuma、Hara Yuji、Umeda Masato
  • 雑誌名: The Journal of Biochemistry 巻: in press 号: 2 ページ: 127-140
  • DOI: 10.1093/jb/mvy035
  • NAID: 40021635152
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pleckstrin homology domain of p210 BCR-ABL interacts with cardiolipin to regulate its mitochondrial translocation and subsequent mitophagy (2018)
  • 著者名/発表者名: Shimasaki K, Watanabe-Takahashi M, Umeda M, Funamoto S, Saito Y, Noguchi N, Kumagai K, Hanada K, Tsukahara F, Maru Y, Shibata N, Naito M, Nishikawa K.
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 23 号: 1 ページ: 22-34
  • DOI: 10.1111/gtc.12544
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] ショウジョウバエを用いた体温調節行動の解析:温度受容体と共生細菌を介した制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 6.水藤拓人・長尾耕治郎・梅田眞郷
  • 雑誌名: 化学と生物 巻: 55 ページ: 803-809
  • NAID: 130007519790
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An N-terminal di-proline motif is essential for fatty acid-dependent degradation of Δ9-desaturase inDrosophila (2017)
  • 著者名/発表者名: Murakami Akira、Nagao Kohjiro、Juni Naoto、Hara Yuji、Umeda Masato
  • 雑誌名: Journal of Biological Chemistry 巻: 292 号: 49 ページ: 19976-19986
  • DOI: 10.1074/jbc.m117.801936
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 脂質ダイナミズムから生命現象を理解する (2020)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: リポクオリティ領域会議
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質改変による冬眠の誘導 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷、原雄二、長尾耕治郎
  • 学会等名: 理化学研究所BDR人工冬眠に向けての勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] 膜脂質を介する細胞内温度制御の分子機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷、村上光、長尾耕治郎
  • 学会等名: 第71回日本細胞生物学会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 脂質の分子運動から生命現象を探る (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 生化学若い研究者の会
  • 招待講演
• [学会発表] 膜脂質を介する細胞内温度の制御機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷、村上光、長尾耕治郎
  • 学会等名: 第57回日本生物物理学会年会シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫から学ぶ骨格筋細胞の膜と代謝 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 第7回若手骨格筋研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 生体膜の分子機構 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 兵庫医科大学特別講演
  • 招待講演
• [学会発表] 生物と温度 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 和敬論談会
  • 招待講演
• [学会発表] Organization and deformability of insect cell membrane. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Umeda
  • 学会等名: The 16th International Membrane Research Forum
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 脂質ダイナミクスの生物機能 (2018)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 第13回スフィンゴテラピィ研究会
  • 招待講演
• [学会発表] Phospholipid flippase acts as a molecular switch for ion channel activation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Umeda
  • 学会等名: Membrane Lipid Transporter Symposium 2018-Flippases, Floppases and Scramblases
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phospholipid flip-flop as a molecular switch for ion channel activation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Umeda
  • 学会等名: 2nd Japan-Korea Lipid Joint Symposium
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phospholipid flip-flop as a molecular switch for ion channel activation. (2018)
  • 著者名/発表者名: Masato Umeda
  • 学会等名: The 23rd International Symposium on Plant Lipids
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 膜リン脂質のフリップフロップ・スイッチによるイオンチャネルの制御 (2018)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 老化過程における細胞膜のリン脂質非対称性の生理機能と病態に関するセミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫から学ぶ (2017)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 新潟薬科大学薬学総合セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 昆虫から学ぶ脂質の機能と代謝 (2017)
  • 著者名/発表者名: 梅田眞郷
  • 学会等名: 第31回カロテノイド研究談話会
  • 招待講演
• [学会発表] Remarkable deformability of insect cell is supported by constitutively active phospholipid scramblase. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masato Umeda, Akifumi Shiomi, Kohjiro Nagao
  • 学会等名: Molecular & Cellular Biology of Gordon Research Conference
  • 国際学会