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母性遺伝における父方ミトコンドリアDNAの選択的分解に関わる分子メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K06313
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分44040:形態および構造関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

佐々木 成江  名古屋大学, 理学研究科, 准教授 (20359699)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード母性遺伝 / ミトコンドリア / 父方選択的分解 / ヌクレアーゼ / ミトコンドリア核様体
研究成果の概要

本研究では、大型のミトコンドリア核様体を持つ真正粘菌から単離したミトコンドリア内のDNA分解を顕微鏡で観察することでDNase 活性を検出するsemi-in vitroアッセイ系を開発し、母性遺伝に関与するDNaseの性質を調べた。その結果、父方ミトコンドリアDNA(mtDNA)分解時にマグネシウムイオン要求性で、かつpH7.7で最大の活性をもつDNaseが検出された。また、父方mtDNA分解時にミトコンドリア内膜の崩壊は起きていなかった。さらに、化学染色試薬を用いて父方と母方のミトコンドリアを識別し、父方mtDNA分解開始直後に母方のミトコンドリアが急速に増加する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

母性遺伝のメカニズムは生物によって異なっており、多様性がみられる。有性生殖は、同形配偶子生殖から異形配偶子生殖、そして卵生生殖へと進化してきたと考えられる。同形配偶子である真正粘菌におけるmtDNAの母性遺伝のメカニズムを解明することは、母性遺伝の進化を理解する上で非常に重要であり、本研究で得られた知見は、真正粘菌の母性遺伝における父方mtDNAの選択的分解に関与する分子メカニズムを解明するために役立つことが期待される。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Rapid selective proliferation of mitochondria during zygote maturation in the uniparental inheritance of Physarum polycephalum2022

    • 著者名/発表者名
      Urakawa, N., Uno, K., Sato, Y., Higashiyama, T. & Sasaki, N.
    • 雑誌名

      CYTOLOGIA

      巻: -

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Semi-in vitro detection of Mg2+-dependent DNase that specifically digest mitochondrial nucleoids in the zygote of Physarum polycephalum2022

    • 著者名/発表者名
      Urakawa, N., Nakamura, S., Kishimoto, M., Moriyama, Y., Kawano, S., Higashiyama, T. & Sasaki, N.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 2995-2995

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06920-2

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 真正粘菌におけるミトコンドリアDNAの母性遺伝に関与するメカニズムの解析2021

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、中村聡、森山陽介、桑田啓子、鈴木孝征、河野重行、東山 哲也、佐々木 成江
    • 学会等名
      日本植物学会第85回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics and regulation of mitochondrial nucleoids during the cell cycle in Hela cells2021

    • 著者名/発表者名
      Sasaki., N.
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Asis Conference, Mitochondria & Metabolism in Health & Disease
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 真正粘菌の巨大ミトコンドリア核様体を用いたプロテオミクス解析2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木成江、浦川直希、桑田啓子、由比良子、伊藤喜重、佐々木妙子、東山 哲也
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 真正粘菌の母性遺伝における父方ミトコンドリアの選択的分解に関与するメカニズムの解析2020

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、中村聡、森山陽介、桑田啓子、鈴木孝征、河野重行、東山 哲也、佐々木 成江
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 真正粘菌のミトコンドリア母性遺伝におけるEndoG-likeヌクレアーゼの解析2020

    • 著者名/発表者名
      中村聡、浦川直希、東山 哲也、佐々木 成江
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Semi-in vitroアッセイ系を用いた母性遺伝における父方ミトコンドリアDNA分解の解析2019

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、中村聡、森山陽介、鈴木孝征、横川大輔、河野重行、桑田啓子、東山哲也、佐々木成江
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 真正粘菌(Physarum polycephalun)を用いた母性遺伝における父方ミトコンドリアDNA選択的消失に関与するヌクレアーゼの探索2019

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、中村聡、森山陽介、鈴木孝征、横川大輔、河野重行、桑田啓子、東山哲也、佐々木成江
    • 学会等名
      日本分子生物学会第42回年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ミトコンドリア核様体の維持機構2018

    • 著者名/発表者名
      佐々木成江
    • 学会等名
      第18回日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of DNase involved in maternal inheritance of mitochondrial DNA in Physarum polycephalum2018

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、桑田啓子、森山陽介、東山哲也、佐々木成江
    • 学会等名
      The 1st International mitochondria meeting for young scientist
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 母性遺伝におけるミトコンドリアDNA選択的消失に関与するヌクレアーゼの探索2018

    • 著者名/発表者名
      浦川直希、中村聡、岸本真理子、森山陽介、桑田啓子、鈴木孝征、横川大輔、河野重行、東山哲也、佐々木成江
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] ミトコンドリアダイナミクス~機能研究から疾患・老化まで~2021

    • 著者名/発表者名
      佐々木成江、石原 孝也、前田 真希、石原 直忠 ほか
    • 総ページ数
      458
    • 出版者
      エヌ・ティー・エス
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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