核とミトコンドリア複製の連携機構に関する研究

• 研究課題/領域番号: 21370076
• 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: 分子生物学
• 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): 2009 – 2012
• 研究課題ステータス: 完了 (2012年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2012年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2010年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2009年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
• キーワード: オルガネラ / チェックポイント制御 / 複製 / ミトコンドリア / ATR / オートファジー / SOD / 寿命 / ストレス応答 / チェックポイント / 細胞周期 / ミトコンドリア複製 / ミトコンドリアDNA / Ataxia / ATM/ATR / 蛋白質相互作用 / レトログレードシグナル / DNA複製 / DNA損傷 / 酸化ストレス / ATM

研究概要

核のチェックポイント制御機構に関わるATR遺伝子は、酵母からヒトに至るすべての真核生物に広く保存している。近年、ヒト遺伝病の1つSeckelsyndromeが本遺伝子の発現低下に起因し、その症状は多面的であるが核以外での機能については未知であった。本研究では、線虫ATRCe-atl-1の欠損変異によりmtDNAのコピー数が低下すること、さらに抗酸化酵素の転写が活性化し過酸化脂質の蓄積も抑えられること、寿命が延長することを見出した。また、ヒト培養細胞でATRを過剰発現することでオートファジー細胞死が誘導されることも明らかにし、生物種を越えてATRが核以外でも多面的な働きを担うことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] High temperature injury and auxin biosynthesis in microsporogenesis (2013)
  • 著者名/発表者名: Higashitani A
  • 雑誌名: Front Plant Sci 巻: 4 ページ: 47-47
  • DOI: 10.3389/fpls.2013.00047
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans ATR checkpoint kinase ATL-1 influences life span through mitochondrial maintenance (2013)
  • 著者名/発表者名: Suetomi K, Mereiter S, Mori C, Takanami T, Higashitani A
  • 雑誌名: Mitochondrion 巻: 13 号: 6 ページ: 729-735
  • DOI: 10.1016/j.mito.2013.02.004
  • 査読あり
• [雑誌論文] Over-expression of ATR causes authophagic cell death (2013)
  • 著者名/発表者名: Mori C, Yamaguchi Y, Teranishi M, Takanami T, Nagase T, Kanno S, Yasui A, Higashitani A
  • 雑誌名: Genes to Cells 巻: 18 号: 4 ページ: 278-287
  • DOI: 10.1111/gtc.12034
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans ATR checkpoint kinase ATL-1 influences life span through mitochondrial maintenance. (2013)
  • 著者名/発表者名: Suetomi K, Mereiter S, Mori C, Takanami T, Higashitani A.
  • 雑誌名: Mitochondrion. 巻: in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Innate immune genes including a mucin-like gene, mul-1, induced by ionizing radiation in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Takanami T, Sakashita T, Wada S, Kobayashi Y, Higashitani A
  • 雑誌名: Radiat Res 巻: 178(4) 号: 4 ページ: 313-20
  • DOI: 10.1667/rr2989.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genes down-regulated in spaceflight are involved in the control of longevity in Caenorhabditis elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: Honda Y, Higashibata A, Matsunaga Y, Yonezawa Y, Kawano T, Higashitani A, Kuriyama K, Shimazu T, Tanaka M, Szewczyk NJ, Ishioka N, Honda S
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 2 号: 1 ページ: 487-487
  • DOI: 10.1038/srep00487
  • 査読あり
• [雑誌論文] Innate immune genes including a mucin-like gene, mul-1, induced by ionizing radiation in Caenorhabditis elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura T, Takanami T, Sakashita T, Wada S, Kobayashi Y, Higashitani A.
  • 雑誌名: Radiat Res. 巻: 178 ページ: 313-320
  • 査読あり
• [雑誌論文] CDC-48/p97 is required for proper meiotic chromosome segregation via controlling AIR-2/Aurora B kinase localization in Caenorhabditis elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Sasagawa Y, Higashitani A, Urano T, Ogura T, Yamanaka K.
  • 雑誌名: J Struct Biol. 巻: 179 号: 2 ページ: 104-111
  • DOI: 10.1016/j.jsb.2012.06.009
  • 査読あり
• [雑誌論文] Impaired development of melanoblasts in the black-eyed white Mitf(mi-bw) mouse, a model for auditory-pigmentary disorders. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hozumi H, Takeda K, Yoshida-Amano Y, Takemoto Y, Kusumi R, Fukuzaki-Dohi U, Higashitani A, Yamamoto H, Shibahara S.
  • 雑誌名: Genes Cells. 巻: 17 号: 6 ページ: 494-508
  • DOI: 10.1111/j.1365-2443.2012.01603.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The effectiveness of RNAi in Caenorhabditis elegans is maintained during spaceflight (2011)
  • 著者名/発表者名: Etheridge T, Nemoto K, Hashizume T, Mori C, Sugimoto T, Suzuki H, Fukui K, Yamazaki T, Higashibata A, Szewczyk NJ, Higashitani A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 6(6) 号: 6 ページ: e20459-e20459
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0020459
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin depletion in barley plants under high-temperature conditions represses DNA proliferation in organelles and nuclei via transcriptional alterations (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshino T, Miura S, Kikuchi S, Hamada K,Yano K, Watanabe M, Higashitani A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 34(2) 号: 2 ページ: 284-90
  • DOI: 10.1111/j.1365-3040.2010.02242.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] The next phase of life-sciences spaceflight research : Harnessing the power of functional genomics (2011)
  • 著者名/発表者名: Etheridge T, Nemoto K, Hashizume T, Mori C, Sugimoto T, Suzuki H, Fukui K, Yamazaki T, Higashibata A, Szewczyk NJ, Higashitani A
  • 雑誌名: Commun Integr Biol 巻: 4 ページ: 668-669
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxin depletion in barley plants under high-temperature conditions represses DNA proliferation in organelles and nuclei via transcriptional alterations (2011)
  • 著者名/発表者名: Oshino T, Miura S, Kikuchi S, Hamada K, Yano K, Watanabe M, Higashitani A
  • 雑誌名: Plant Cell Environ 巻: 34 ページ: 284-290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Tissue-specific auxin signaling in response to temperature fluctuation (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakata T, Yagihashi N, Higashitani A
  • 雑誌名: Plant Signal Behav 巻: 5(11) 号: 11 ページ: 1510-2
  • DOI: 10.4161/psb.5.11.13706
  • 査読あり
• [雑誌論文] Auxins reverse plant male sterility caused by high temperatures (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakata T, Oshino T, Miura S, Tomabechi M, Tsunaga Y, Higashitani N, Miyazawa Y, Takahashi H, Watanabe M, Higashitani A
  • 雑誌名: Proc Natl Acad Sci U S A 巻: 107(19) 号: 19 ページ: 8569-74
  • DOI: 10.1073/pnas.1000869107
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation biology of Caenorhabditis elegans : germ cell response, aging and behavior. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakashita T, Takanami T, Yanase S, Hamada N, Suzuki M, Kimura T, Kobayashi Y, Ishii N, Higashitani A.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 51 ページ: 107-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans p97 controls germline-specific sex determination by controlling the TRA-1 level in a CUL-2-dependent manner. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sasagawa Y, Otani M, Higashitani N, Higashitani A, Sato K, Ogura T, Yamanaka K.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 122 ページ: 3663-3672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of X-ray cross complementing gene 1 protein in the nuclear matrix is controlled by casein kinase II-dependent phosphorylation in response to oxidative damage. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubota Y, Takanami T, Higashitani A, Horiuchi S
  • 雑誌名: DNA Repair 8 ページ: 953-960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of ionizing radiation on locomotory behavior and mechanosensation in Caenorhabditis elegans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Sakashita T, Yanase S, Kikuchi M, Ohba H, Higashitani A, Hamada N, Funayama T, Fukamoto K, Tsuji T, Kobayashi Y.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 50 ページ: 119-125
  • 査読あり
• [学会発表] 東京医科歯科大「驚異の生命-宇宙を目指す動物たち-」小さな宇宙飛行士「線虫」の活躍 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 学会等名: 日本動物学会関東支部会公開講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-07-21
• [学会発表] Trade-off between spikelet number and cool temperature tolerance in rice Oryza sativa L. (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oda, Y. Tsunaga, T. Sakata, T. Fujioka, K. Suwabe, M. Watanabe, K. Nagano and A. Higashitani
  • 学会等名: International Congress on Plant Molecular Biology (IPMB) Jeju
  • 発表場所: Korea
• [学会発表] Beware of a gene contributing to the Green Revolution in global climate change ? Gibberellin signaling is essential to sustain pollen formation under lower temperature conditions in rice plant (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakata, Y. Tsunaga, S. Oda, M. Kawagishi-Kobayashi, K. Aya, M. Watanabe, M. Matsuoka and A. Higashitani
  • 学会等名: International Congress on Plant Molecular Biology (IPMB) Jeju
  • 発表場所: Korea
• [学会発表] Biological responses to ionizing radiation in the nematode C. elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 学会等名: 放射線影響学会ワークショップ
  • 発表場所: 仙台
• [学会発表] 「驚異の生命―宇宙を目指す動物たち―」 小さな宇宙飛行士「線虫」の活躍 (2012)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 学会等名: 日本動物学会関東支部会 公開講演会
  • 発表場所: 東京 東京医科歯科大
  • 招待講演
• [学会発表] Trade-off between spikelet number and cool temperature tolerance in rice Oryza sativa L. (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Oda, Y. Tsunaga, T. Sakata, T. Fujioka, K. Suwabe, M. Watanabe, K. Nagano and A. Higashitani
  • 学会等名: IPMB
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Beware of a gene contributing to the Green Revolution in global climate change – Gibberellin signaling is essential to sustain pollen formation under lower temperature conditions in rice plant (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Sakata, Y. Tsunaga, S. Oda, M. Kawagishi-Kobayashi, K. Aya, M. Watanabe, M. Matsuoka and A. Higashitani
  • 学会等名: IPMB
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] Biological responses to ionizing radiation in the nematode C.elegans (2012)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 学会等名: 放射線影響学会 ワークショップ
  • 発表場所: 仙台 東北大学
• [学会発表] C.elegans as a model organism for understanding the effects of spaceflight (2011)
  • 著者名/発表者名: Higashitani, A., Higashibata, A.
  • 学会等名: 日本分子生物学会第34回大会ワークショップ
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-12-13
• [学会発表] 線虫の放射線応答と自然免疫応答のクロストーク (2011)
  • 著者名/発表者名: 木村孝文、高浪タカ子、坂下哲哉、和田成一、小林泰彦、東谷篤志
  • 学会等名: 日本放射線影響学会第54回大会ワークショップ
  • 発表場所: 神戸
  • 年月日: 2011-11-18
• [学会発表] 花粉形成過程における高温・低温の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 学会等名: 日本遺伝学会第83回大会シンポジウム
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2011-09-20
• [学会発表] RNA interference and microRNA expression in space (2011)
  • 著者名/発表者名: Higashitani, A.
  • 学会等名: The 28^<th> International Symposium on Space Technology and Science
  • 発表場所: Okinawa
• [学会発表] The effect of exercise stress for the gene expression of C.elegan (2010)
  • 著者名/発表者名: Toko Hashizume, Tomoko Sugimoto, Chihiro Mori, Kanako Nemoto, Keiji Fukui, Atsushi Higashitani, Noriaki Ishioka, Akira higashibata
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Study of hypoxia response and microRNA expression in mitochondrial disorder of C.eleagan (2010)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Nishina, Mayuko Chishiki, Takako Takanami, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Oxidative stress induced by the defect of CeATL-1, an ATR checkpointkinase in C.elegan (2010)
  • 著者名/発表者名: Kazuhiro Suetomi, Chihiro Mori, Takako Takanami, Atsushi Higashitan
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] A novel function of ATR checkpoint kinase for cellular vacuolation (2010)
  • 著者名/発表者名: Chihiro Mori, Takahiro Nagase, Akira Yasui, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Hypoxia response induced by inhibition of mitochondrial DNA replication and transcription in C.elegans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mayuko Chishiki, Satoshi Nishina, Takako Takanami, Tomoko Sugimoto, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
• [図書] 植物の高温障害にみられる雄性不稔の発生メカニズムとオーキシン (2013)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 出版者: 植調
• [図書] 植調 (2013)
  • 著者名/発表者名: 東谷篤志
  • 出版者: 日本植物調節剤研究協会
• [備考]
  • URL: http://www.lifesci.tohoku.ac.jp/research/genomic_reproductive_bio/
• [備考]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/genome/index.htm
• [備考] ゲノム継承システム分野
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/genome/
• [備考]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/genome/
• [備考]
  • URL: http://www.ige.tohoku.ac.jp/genome/index.htm
• [産業財産権] イネ用低温雄性不稔抑制剤 (2012)
  • 発明者名: 東谷篤 志 、小田晋、渡辺正夫
  • 権利者名: 東谷篤 志 、小田晋、渡辺正夫
  • 出願年月日: 2012-11-29
• [産業財産権] イネ用低温雄性不稔抑制剤 (2012)
  • 発明者名: 東谷篤志、渡辺正夫、小田晋
  • 権利者名: 東谷篤志、渡辺正夫、小田晋
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-261518
  • 出願年月日: 2012-11-29
• [産業財産権] METHOD TO RESTORE MALE STERILITY IN GRAMINEOUS PLANTS AND MALE STERILITY RESTORATIVE AGENT (2010)
  • 発明者名: Higashitani A, Watanabe M, Sakata T.
  • 権利者名: Higashitani A, Watanabe M, Sakata T.
  • 出願年月日: 2010-07-15
• [産業財産権] イネ科植物の雄性不稔を回復させ る方法および雄性不稔回復剤 (2009)
  • 発明者名: 東谷篤志、渡辺正夫、阪田忠
  • 権利者名: 東谷篤志、渡辺正夫、阪田忠
  • 産業財産権番号: 2009-002354
  • 出願年月日: 2009-01-08