研究課題/領域番号 |
22K06205
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研究種目 |
基盤研究(C)
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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
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研究機関 | 京都大学 |
研究代表者 |
橋爪 脩 京都大学, 工学研究科, 助教 (50755692)
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研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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キーワード | マグネシウム / 活性酸素種 / ミトコンドリア / リソソーム / TRPML / 酸性環境 |
研究開始時の研究の概要 |
本研究ではミトコンドリア由来の活性酸素種(ROS)がリソソームの膜分子を特異的に活性化する新たなROSシグナル伝達機構の解明に取り組む。細胞内のマグネシウム排出トランスポーターのノックダウンや抑制因子PRLの発現によりミトコンドリアでのROSレベルが上昇すること、ROSによるlysosomal exocytosisの活性化により細胞が酸性環境下でも盛んに増殖できることがわかった。また、細胞質でのROS応答に広く働くシグナル伝達系がまったく活性化されていなかった。そこで、ミトコンドリアROSがリソソームへ特異的に伝わりlysosomal exocytosisを活性化する仕組みと実態を明らかにする。
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研究実績の概要 |
本研究では、細胞内のマグネシウムを排出するトランスポーターであるCNNMの抑制や、CNNMと結合することでマグネシウム排出活性を抑制する分子であるPRLの過剰発現によるリソソームエキソサイトーシス亢進のメカニズムを明らかにすることを目的としている。CNNMの抑制により細胞内でマグネシウが過剰蓄積し、それによりミトコンドリアで活性酸素種が過剰産生されるが、その活性酸素種がどのようにリソソームに影響するのか、オルガネラを超えた活性酸素種シグナル伝達が行われていることが考えられるが、その仕組みは明らかになっていない。 PRL過剰発現した細胞は細胞外が酸性化した環境に適応して増殖を行うようになり、この適応にリソソームエキソサイトーシスの亢進が重要であることを明らかにしている。そこで、PRLを過剰発現した細胞の酸性環境への適応にどのような遺伝子が重要なのかを明らかにするために、Crispr-Cas9 sgRNAライブラリーを用いたゲノムスワイドなスクリーニングを行った。PRL発現により酸性環境に適応した細胞は逆に塩基性条件での生存がコントロール細胞に比較して顕著に低下する。このため、塩基性条件で生存が回復する細胞を選択し、生き残った細胞に導入されているsgRNAを調べた。このスクリーニングにより46遺伝子がPRL発現による酸性環境への適応に関わる遺伝子の候補として挙がった。現在はこれらの遺伝子の中から、重要と思われるものや転写制御に関わるものをピックアップし、さらなる解析のためにノックアウト細胞の樹立を試みている。
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現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本年度は所属研究室が大阪大学大阪大学微生物病研究所から京都大学工学研究科へ移動した。 この引っ越しに伴い、実験を行えない期間があったため計画より研究がやや遅れていると判断した。
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今後の研究の推進方策 |
スクリーニングにより得られた候補遺伝子のノックアウト細胞を樹立し、各pH条件下での細胞増殖を調べることで、PRL発現による酸性環境への適応における各遺伝子の重要性を明らかにする。関与が明らかになった遺伝子については、リソソームエキソサイトーシス活性化への重要性についても調べ、酸性環境適応のメカニズムの解明を目指す。
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