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小胞体-ミトコンドリア接触領域のライブイメージング解析

研究課題

研究課題/領域番号 21K06149
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44010:細胞生物学関連
研究機関名古屋大学

研究代表者

小林 剛  名古屋大学, 医学系研究科, 講師 (40402565)

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: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードオルガネラ接触領域 / ダイナミクス / 可視化解析 / ミトコンドリア / 小胞体
研究開始時の研究の概要

現在、様々な細胞活動において小胞体-ミトコンドリア接触領域(EMCSs)の役割の重要性が明らかにされてきているが、生細胞中でのEMCSsの定量やダイナミクスの解析は進んでいない。本研究では、 生きた細胞においてEMCSsを可視化解析し、EMCSsの形成や崩壊の過程の制御機構を解析し、ミトコンドリア機能におけるEMCSsの関与、特に、カルシウムイオン輸送の制御機構の分子基盤の解明を目指す。

研究成果の概要

小胞体-ミトコンドリア接触領域は、カルシウムイオン輸送や脂質輸送などの細胞活動においての重要な役割を果たしていることが明らかにされてきているが、生細胞中でのダイナミクスの解析は進んでいない。本研究では、2量体型蛍光タンパク質を利用したプローブを用いてその接触領域のライブイメージングを行い、生細胞中での接触領域の生成・消滅や運動性を解析した。接触領域は定常状態においても動的な性質を有するが、細胞がリガンド刺激や機械刺激を受容した際、接触領域が生成・拡大しミトコンドリアへのカルシウムイオン移行が増強されていた。すなわち、接触領域の形態修飾により領域での機能調節が行われていることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

小胞体-ミトコンドリア接触領域は、カルシウムイオンや脂質など情報や物質をやり取りする場であり、細胞機能の維持に重要な役割をはたしている。この接触領域の機能が損なわれることにより疾病が誘導される可能性も考えられている。すなわち、それぞれのオルガネラ機能異常に加え、接触領域の機能の欠落や変調が疾病の発症基盤になると考えられる。本研究によって、接触領域の動態が接触領域の機能発現に重要な役割を果たしていることが示されたので、したがって接触領域の動態を制御することにより疾病の予防・治療方法の開発へつながる可能性が示唆された。

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

    (13件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Ohio University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] モデル生物の筋萎縮とミトコンドリアCa2+2023

    • 著者名/発表者名
      寺西美佳、東谷篤志、小林 剛
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 6 ページ: 659-662

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリアにおける機械刺激受容2023

    • 著者名/発表者名
      小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 55 ページ: 55-58

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Increased mitochondrial Ca2+ contributes to health decline with age and Duchene muscular dystrophy in C. elegans.2023

    • 著者名/発表者名
      Higashitani A, Teranishi M, Nakagawa Y, Itoh Y, Sudevan S, Szewczyk NJ, Kubota Y, Abe T, Kobayashi T
    • 雑誌名

      FASEB J

      巻: 37 号: 4

    • DOI

      10.1096/fj.202201489rr

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Meclozine ameliorates skeletal muscle pathology and increases muscle forces in mdx mice2022

    • 著者名/発表者名
      Kawamura Yusuke、Hida Tetsuro、Ohkawara Bisei、Matsushita Masaki、Kobayashi Takeshi、Ishizuka Shinya、Hiraiwa Hideki、Tanaka Satoshi、Tsushima Mikito、Nakashima Hiroaki、Ito Kenyu、Imagama Shiro、Ito Mikako、Masuda Akio、Ishiguro Naoki、Ohno Kinji
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 592 ページ: 87-92

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.01.003

    • 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] ミトコンドリアに注目したメカノバイオロジー2021

    • 著者名/発表者名
      小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志
    • 雑誌名

      Precision Medicine

      巻: 4 ページ: 873-877

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリアにおけるメカニカルストレス感知と応答2021

    • 著者名/発表者名
      小林 剛、田中瑞奈、寺西美佳、東谷篤志
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 53 ページ: 62-65

    • NAID

      40022742567

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Morin attenuates dexamethasone-mediated oxidative stress and atrophy in mouse C2C12 skeletal myotubes2021

    • 著者名/発表者名
      Ulla Anayt、Uchida Takayuki、Miki Yukari、Sugiura Kosuke、Higashitani Atsushi、Kobayashi Takeshi、Ohno Ayako、Nakao Reiko、Hirasaka Katsuya、Sakakibara Iori、Nikawa Takeshi
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics

      巻: 704 ページ: 108873-108873

    • DOI

      10.1016/j.abb.2021.108873

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sphingosine-1-Phosphate Induces ATP Release via Volume-Regulated Anion Channels in Breast Cell Lines2021

    • 著者名/発表者名
      Furuya K, Hirata H, Kobayashi T, Sokabe M
    • 雑誌名

      Life

      巻: 11 号: 8 ページ: 851-851

    • DOI

      10.3390/life11080851

    • 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
  • [学会発表] 国際宇宙ステーションにおけるライブセル共焦点イメージング2023

    • 著者名/発表者名
      小林 剛、内田貴之、田中瑞奈、橋爪藤子、石毛智子、安西洋平、中山師生、梅村さや香、山﨑誠和、鈴木智美、笠原春夫、梅原真澄、谷川直樹、嶋津 徹、伊藤 剛、東端 晃、二川 健、曽我部正博
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第37回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Mechano-sensing of mitochondria in cultured animal cells2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T, Tanaka M, Teranishi M, Nikawa T, Higashitani A
    • 学会等名
      International Symposium on Mechanobiology for Human Health: 8 years progress in the AMED-CREST/PRIME project on mechanobiology
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell Gravisensing Project2021

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi T
    • 学会等名
      Joint CSA/ESA/JAXA/NASA ISS Increment 65 Science Symposium
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 単一細胞における重力センシング機構の解明を目指して(Towards understanding the gravity sensing in single cells)2021

    • 著者名/発表者名
      曽我部正博、小林 剛、二川 健、東端 晃
    • 学会等名
      日本機械学会 第33回バイオエンジニアリング講演会 「宇宙とメカノバイオロジー」
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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