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細胞内共生成立過程における脂質代謝分析のためのリピドミクス解析基盤創製と機能解明

研究課題

研究課題/領域番号 21K05131
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34020:分析化学関連
研究機関東京薬科大学

研究代表者

青木 元秀  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (30418917)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード細胞内共生 / 脂質代謝 / LCMS / バイオマーカー / 細胞内小器官 / リピドミクス / LC-MS / LC/MS / 生体膜脂質 / 質量分析
研究開始時の研究の概要

ミトコンドリアや葉緑体といったオルガネラを生み出した細胞内共生は、細胞の中に細胞が共生することにより新たな機能と構造を獲得する機会を生物にもたらす細胞進化の大きな原動力となっている。真核細胞の進化過程を解き明かす上で、細胞内共生がどのように成立し、維持されているのかを分子レベルで詳細に理解することが求められる。本課題では、先端的液体クロマトグラフィタンデム質量分析法による細胞内共生研究モデル生物の脂質一斉解析(リピドミクス)技術基盤の構築に取り組む。これをさらに、細胞内共生成立過程における脂質挙動解析へ応用して、生体膜脂質が細胞内共生に果たす役割およびメカニズムの解明を目指す。

研究成果の概要

本研究では、ミドリゾウリムシと共生する緑藻クロレラをモデルに、細胞内共生過程における脂質代謝の詳細な解析を行った。まず、高感度の液体クロマトグラフィータンデム質量分析法(LC-MS/MS)を用いて脂質プロファイリング技術を確立し、これにより細胞内の脂質成分を網羅的に解析できる基盤を構築した。特に、細胞の状態や共生の有無に応じた脂質プロファイルの変動を詳細に解析し、細胞内共生に関与する可能性のある脂質成分を見出すことに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果として、細胞内共生モデル生物における脂質機能を深く理解するための分析技術基盤を構築できた。この基盤を用いることで、共生過程で変動する脂質を経時的に追跡し、その役割とメカニズムを詳細に解明することが可能となった。また、構築された分析技術を用いたバイオマーカー探索により、細胞内小器官の脂質代謝異常に関連した疾患の早期診断や治療法の開発にも貢献できる見込みがある。本研究の成果は、細胞内共生と脂質代謝の関係を解明する上で重要な知見を提供し、今後の細胞生物学研究における新たな展開を促進するものである。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (14件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Plastoquinone Lipids: Their Synthesis via a Bifunctional Gene and Physiological Function in a Euryhaline Cyanobacterium, Synechococcus sp. PCC 70022023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mimari、Aoki Motohide、Hirai Kazuho、Ito Ryo、Tsuzuki Mikio、Sato Norihiro
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 11 号: 5 ページ: 1177-1177

    • DOI

      10.3390/microorganisms11051177

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] リピドミクスで紐解く細胞内共生の姿 ―細胞内共生成立過程における生体膜脂質ダイナミクス解明に向けて2023

    • 著者名/発表者名
      青木 元秀
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 55(6) ページ: 78-79

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] slr2103, a homolog of type-2 diacylglycerol acyltransferase genes, for plastoquinone-related neutral lipid synthesis and NaCl-stress acclimatization in a cyanobacterium, Synechocystis sp. PCC 68032023

    • 著者名/発表者名
      Kondo Mimari、Aoki Motohide、Hirai Kazuho、Sagami Taku、Ito Ryo、Tsuzuki Mikio、Sato Norihiro
    • 雑誌名

      Frontiers in Plant Science

      巻: 14 ページ: 01-14

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1181180

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 光合成生物におけるアシルプラストキノン類の分布2024

    • 著者名/発表者名
      伊藤 凌,遠藤 瑞季,青木 元秀,大久保 秀士,藤原 祥子,佐藤 典裕
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 単一細胞元素分析用ICP-MSサンプリング装置の開発2023

    • 著者名/発表者名
      青木 元秀,吉野 浩太朗, 朱 彦北, 安井 隆雄, 前本 佑樹,沖野 晃俊,梅村 知也
    • 学会等名
      第83回分析化学討論会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ω-ヒドロキシセラミド類を含むヒト表皮角層セラミドのNPLC-MSによる一斉分析2023

    • 著者名/発表者名
      庄司 拓海,合田 奈央,青木 元秀,熊田 英峰,梅村 知也,内田 達也
    • 学会等名
      第35回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 腕三部位の表皮角層におけるアシルセラミドとω-ヒドロキシセラミドの相関性2023

    • 著者名/発表者名
      合田 奈央,庄司 拓海,青木 元秀,熊田 英峰,梅村 知也,内田 達也
    • 学会等名
      第35回バイオメディカル分析化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] PLAATファミリーによるドーパミンアシル化の解析2023

    • 著者名/発表者名
      前田 萌羽、前本 佑樹、青木 元秀、平島 真一、宇山 徹、梅村 知也、上田 夏生、 吉田 稔、伊藤 昭博
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 大気圧プラズマ処理が生物の脂質組成に及ぼす影響の解析2023

    • 著者名/発表者名
      青木元秀, 不破瞳, 梅村知也, 沖野晃俊
    • 学会等名
      令和4年度生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シアノバクテリアの新規中性脂質合成能欠損株の生理生化学的解析2022

    • 著者名/発表者名
      近藤美鞠,青木元秀,平井一帆,相模拓,伊藤凌,都筑幹夫,佐藤典裕
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] 新規ドーパミンアシル基転移酵素の同定2022

    • 著者名/発表者名
      前本佑樹、前田萌羽、青木元秀、宇山徹、梅村知也、上田夏生、吉田稔、伊藤昭博
    • 学会等名
      第64回日本脂質生化学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] シアノバクテリア Synechocystis sp. PCC 6803 が持つ2 型ジアシルグリセロールアシルトランスフェラーゼホモログ遺伝子slr2103の機能2022

    • 著者名/発表者名
      平井 一帆,青木 元秀,西山 佳孝,都筑 幹夫,佐藤 典裕
    • 学会等名
      第63回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] CO2プラズマバブリング殺菌の殺菌因子解明に向けた基礎特性評価2021

    • 著者名/発表者名
      末永 祐磨,大澤 泰樹,劉 智志,高松 利寛,青木 元秀,松村 有里子,岩澤 篤郎,沖野 晃俊
    • 学会等名
      第38回プラズマ・核融合学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 再構築ヒト表皮の角層セラミド一斉定量分析による外用剤の有効性評価2021

    • 著者名/発表者名
      川﨑 悠平, 横田 壮眞, 青木 元秀, 熊田 英峰, 梅村 知也, 内田 達也
    • 学会等名
      本動物実験代替法学会 第34回大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] ICP発光/質量同時分析用ドロップレット赤外線脱溶媒単一細胞試料導入システムの開発2021

    • 著者名/発表者名
      太田 高志,柳井 優作,清水 祐哉,沖野 晃俊, 前本 佑樹,青木 元秀,梅村 知也,岩井 貴弘,千葉 光一
    • 学会等名
      2021生体医歯工学共同研究拠点成果報告会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Development of the single cell sampling device for ICP-MS elemental analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Motohide Aoki, Takao Yasui, Yanbei Zhu, Akitoshi Okino, Tomonari Umemura
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ICP AES/MS simultaneous analysis of single human cells applying high-throughput infrared desolvation system2021

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohta, Mako Yoshida, Yusaku Yanagii, Yuki Maemoto, Motohide Aoki, Takahiro Iwai, Tomonari Umemura, Koichi Chiba, Akitoshi Okino
    • 学会等名
      The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem 2021)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [備考] シアノバクテリアの新規脂質合成遺伝子とそのバイオフィルム形成への貢献の発見

    • URL

      https://www.toyaku.ac.jp/lifescience/newstopics/2023/1027_5989.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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