• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

細胞内温度を制御する分子群の網羅的同定と機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 20K21388
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関同志社大学 (2021-2022)
京都大学 (2020)

研究代表者

梅田 眞郷  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (10185069)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2020年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード細胞内温度 / 脂肪酸不飽和化酵素 / 膜脂質 / ミトコンドリア / ショウジョウバエ / 酸化的リン酸化 / ATP合成酵素 / 脂質
研究開始時の研究の概要

従来、個々の培養細胞内の温度は、早い熱拡散により細胞外溶液と熱平衡にあり、細胞が自律的に細胞内温度を制御するとは考えられていなかった。申請者らは、ショウジョウバエの温度適応を解析する過程で、各種の細胞内温度計測プローブを駆使することにより、ショウジョウバエ細胞の細胞内温度が培養温度より3℃程高く維持されており、低温暴露によりATP合成酵素の活性化が促され、細胞内温度の恒常性維持応答が起こることを見出した。本研究では、細胞内温度の受容と温度制御に関わる分子群を同定することにより細胞内温度制御を司る分子経路を明らかにし、「温度」を介した新たな情報伝達機構の実体を把握し、その生物学的機能を解明する。

研究成果の概要

細胞内温度は、生物の幅広い細胞機能に影響を与えるが、個々の動物細胞の温度が環境温度の変動に応じて自律的に制御されているかどうかは明らかではない。 我々は、ショウジョウバエ細胞の細胞内温度がDelta-9脂肪酸不飽和化酵素 DESAT1 に依存して維持されていることを見出した。さらに、DESAT1 を介した細胞内温度の上昇は、F1Fo-ATPase 依存性のミトコンドリア呼吸の亢進、およびミトコンドリのアクリスタ構造のリモデリングを通じてなされることを明らかにした。これらの発見から、我々は「細胞内微小空間における細胞自律的な温度制御」という温度制御の新たなメカニズムを提唱する。

研究成果の学術的意義や社会的意義

温度は、分子の存在状態や反応性を規定する最も重要な物理量であり、生化学反応を始めとする全ての生命活動が温度により強く影響を受ける。従来、単培養した数十マイクロメーター程の細胞内温度は、早い熱拡散により細胞外溶液と熱平衡状態に達し、個々の細胞が自律的に細胞内温度の恒常性維持を図っているとは考えられて来なかった。本研究により、環境温の変動に対応して細胞内温度を制御する新たな分子機構が明らかにされ、「細胞内微小空間における細胞自律的な温度制御」と言う新たな概念を提出する点にその学術的意義がある。

報告書

(3件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (4件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] リン脂質輸送による細胞の変形能制御2022

    • 著者名/発表者名
      塩見晃史, 長尾耕治郎, 梅田眞郷
    • 雑誌名

      生化学

      巻: 94 号: 1 ページ: 108-111

    • DOI

      10.14952/SEIKAGAKU.2022.940108

    • ISSN
      0037-1017
    • 年月日
      2022-02-25
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Cell-autonomous control of intracellular temperature by unsaturation of phospholipid acyl chains2022

    • 著者名/発表者名
      Murakami A., Nagao K., Sakaguchi R., Kida K., Hara Y., Mori Y., Okabe K., Harada Y., Umeda M.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 38 号: 11 ページ: 110487-110487

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2022.110487

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Temperature sensitivity of Notch signaling underlies species-specific developmental plasticity and robustness in amniote brains2022

    • 著者名/発表者名
      Nomura Tadashi、Nagao Kohjiro、Shirai Ryo、Gotoh Hitoshi、Umeda Masato、Ono Katsuhiko
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 13 号: 1 ページ: 96-96

    • DOI

      10.1038/s41467-021-27707-5

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Extreme deformability of insect cell membranes is governed by phospholipid scrambling2021

    • 著者名/発表者名
      Shiomi A., Nagao K., Yokota N., Tsuchiya M., Kato U., Juni N., Hara Y., Mori M.X., Mori Y., Ui-Tei K., Murate M., Kobayashi T., Nishino Y., Miyazawa A., Yamamoto A., Suzuki R., Kaufmann S., Tanaka M., Tatsumi K., Nakabe K., Shintaku H., Yesylevsky S., Bogdanov M., Umeda M.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 35 号: 10 ページ: 109219-109219

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2021.109219

    • NAID

      120007052731

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] リン脂質スクランブラーゼにより昆虫細胞は高い変形能を獲得する2021

    • 著者名/発表者名
      塩見晃史, 長尾耕治郎, 梅田眞郷
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 39 ページ: 2928-2931

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Changes in the physicochemical properties of fish cell membranes during cellular senescence2020

    • 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

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional expression of Δ12 fatty acid desaturase modulates thermoregulatory behaviour in Drosophila2020

    • 著者名/発表者名
      Takuto Suito, Kohjiro Nagao, Kenichi Takeuchi, Naoto Juni, Yuji Hara, Masato Umeda
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 11798-11798

    • DOI

      10.1038/s41598-020-68601-2

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] リン脂質フリッパーゼを介するPIEZO1イオンチャネル制御と筋管形態調節2020

    • 著者名/発表者名
      原雄二、土谷正樹、平野航太郎、梅田眞郷
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 60 号: 4 ページ: 222-226

    • DOI

      10.2142/biophys.60.222

    • NAID

      130007881669

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 動物におけるエネルギー代謝と熱産生の制御機構に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      梅田眞郷
    • 学会等名
      第58回日本伝熱シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物の知、人間の知:Human Bumblebee2021

    • 著者名/発表者名
      梅田眞郷
    • 学会等名
      京都技術士会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 骨格筋再生における膜張力感知機構の役割2021

    • 著者名/発表者名
      原雄二、平野航太郎、森泰生、梅田眞郷
    • 学会等名
      第73回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 膜脂質ダイナミクスの生物機能2020

    • 著者名/発表者名
      梅田眞郷
    • 学会等名
      日本脂質生化学会 特別講演
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi