モデル生物を利用したミトコンドリアゲノムの安定性に関する新規遺伝子群の探索

• 研究課題/領域番号: 19657001
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 遺伝・ゲノム動態
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 東谷 篤志 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40212162)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円); 2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円); 2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
• キーワード: ミトコンドリア / チェックポイント / DNA複製 / ATR / ATM / DNAマイクロアレイ / アポトーシス / 細胞周期 / mtDNA / Ataxia

研究概要

線虫の細胞周期チェックポイント制御に関わるATL1(ヒトATRの相同的遺伝子)が、ミトコンドリアのDNA複製の制御に深く関わることを、突然変異系統ならびにそのRNAiによる発現抑制個体を用いて、今回、世界に先駆けて明らかにすることが出来た。さらに、この原因がDNA複製の基質やその合成に深く関わるribonucleotide riductaseの発現調節などに関わるものでないことも明らかにした。この研究成果は、Genetics. 2008 180(1):681-6. に発表するに至った。また、ミトコンドリア損傷の分子影響と放射線照射時の影響、強磁場暴露の影響とそれぞれDNAマイクロアレイを用いて、全ゲノムの網羅的な遺伝子発現を解析することで、比較解析を行った。
さらに、ヒト培養細胞を用いた研究を行い、上記の核のチェックポイント制御に関わる遺伝子がミトコンドリアの維持にも同様に関与するのかについて調べた結果、ヒトATR遺伝子が人為的な破壊細胞では、ミトコンドリアDNAのコピー数の低下は認められなかったが、転写やタンパク質間の新規相互作用を含め、核とミトコンドリアの両方に関して、ある種の連携が共通にみられることが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Maintenance of mitochondrial DNA by the Caenorhabditis elegans ATR checkpoint protein ATL-1 (2008)
  • 著者名/発表者名: Mori C, Takanami T, Higashitani A.
  • 雑誌名: Genetics 180 ページ: 681-686
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effect of high strength static magnetic fields and ionizing radiation on gene expression and DNA damage in Caenorhabditis elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Takahashi K, Suzuki Y, Konishi Y, Ota Y, Mori C, Ikenaga T, Takanami T, Saito R, Ichiishi E, Awaji S, Watanabe K, Higashitani A
  • 雑誌名: Bioelectromagnetics 29 ページ: 605-614
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of HMG-12 and CAR-1 in the cdc-48.1 expression of Caenorhabditis elegans (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamauchi S, Higashitani N, Otani M, Higashitani A, Ogura T, Yamanaka K.
  • 雑誌名: Developmental Biology 318 ページ: 348-359
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans par 2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and its defect causes comprehensive transcriptional alterations including a hypoxia response (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto T, Mori C, Takanami T, Sasagawa Y, Saito R, Ichiishi E. Higashitani A
  • 雑誌名: Experimental Cell Research 314 ページ: 103-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ataxia telangiectasiaファミリーによるミトコンドリアDNAの維持機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森ちひろ、東谷篤志
  • 雑誌名: 放射線生物研究 43 ページ: 272-283
  • NAID: 40016267802
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans par2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and its defect causes comprehensive transcriptional alterations including a hypoxia response. (2008)
  • 著者名/発表者名: Sugimoto T, Mori C, Takanami T, Sasagawa Y, Saito R, Ichiishi E, Higashitani A.
  • 雑誌名: Experimental Cell Research(Highlight in this issue) 314 ページ: 103-114
  • 査読あり
• [学会発表] 線虫C. elegansのATRタンパク質ATL-1によるミトコンドリアDNAの維持 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第51回大会
  • 発表場所: 北九州産業医科大学
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] 線虫における静磁場と放射線応答に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 木村孝文、森ちひろ、高浪タカ子、坂下哲哉、小林泰彦、東谷篤志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第51回大会
  • 発表場所: 北九州産業医科大学
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] 線虫atl-1(ATR遺伝子)によるミトコンドリアDNA複製の制御機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • 学会等名: 第30回 日本分子生物学会
  • 発表場所: 横浜
• [学会発表] C. elegans par2.1/mtssb-1 is essential for mitochondrial DNA replication and defect causes comprehensive transcriptional alterations including ahypoxia response (2007)
  • 著者名/発表者名: 杉本朋子、森ちひろ、高浪タカ子、東谷篤志
  • 学会等名: 第7回 日本ミトコンドリア学会年会
  • 発表場所: 鹿児島