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ミトコンドリアに輸送される新奇核コードRNAの網羅的探索

研究課題

研究課題/領域番号 22K15108
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関京都産業大学

研究代表者

篠田 沙緒里  京都産業大学, 生命科学部, 研究員 (60873205)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワードミトコンドリア / 近位依存性標識法 / RNA-seq / FISH / 酵母 / in vitro再構成 / 機能性RNA / ミトコンドリア輸送 / smFISH / 蛍光in situ ハイブリダイゼーション
研究開始時の研究の概要

ミトコンドリアは, ミトコンドリアの外からタンパク質や脂質を取り込むことで拡大し,その機能を維持している. 一方, 核ゲノムにコードされたRNAもミトコンドリアに輸送されることが複数の生物種で報告されている. しかし, タンパク質や脂質の取り込みと異なり, RNAに関しては,輸送されるRNAの種類や輸送経路, 輸送の生理的意義など多くが不明である. 本研究は, ミトコンドリアRNAの新規ラベル化手法の確立から, ミトコンドリア内に存在する核コードRNAの同定を通して, ミトコンドリアへのRNA輸送の分子機構とその生理的意義の解明を目的とする.

研究成果の概要

50年以上前に核ゲノムにコードされたRNAがミトコンドリアへ輸送されるという現象が発見された. しかし, 実験操作や解析の難しさから新規知見はほとんどなく, 未だその全容は解明されていない. 本研究は出芽酵母を用いてミトコンドリアへ輸送されるRNAの同定を目指した. ミトコンドリア内のRNAを特異的にラベル化手法の開発とその後のRNA-seqにより, 輸送されるRNAの網羅的な解析を行った. 同定した候補遺伝子は, FISHを用いたRNA細胞内局在観察とin vitroでのミトコンドリアへのRNA輸送再構成実験から, 真にミトコンドリアへ輸送されるRNAであることを明らかとした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は2019年に報告されたRNAの直接ラベル化という新技術を取り入れ, 真核モデル生物である出芽酵母におけるミトコンドリアへ輸送される新規RNAの同定に成功した. 本研究で構築した一連の解析手法はヒトなど別の生物にも適用可能であり, 今後の生物種を超えたミトコンドリへ輸送されるRNAの解析の基盤となるため, 学術的に意義のある成果である. また, ミトコンドリアRNA輸送の全容が解明できれば, 将来的にmtDNAゲノム編集によるミトコンドリア病治療へ展開することが期待されるため, 重要な基礎研究であると考えられる.

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023 2022

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Syntaxin 17 recruitment to mature autophagosomes is temporally regulated by PI4P accumulation2023

    • 著者名/発表者名
      Shinoda Saori、Sakai Yuji、Matsui Takahide、Uematsu Masaaki、Koyama-Honda Ikuko、Sakamaki Jun-ichi、Yamamoto Hayashi、Mizushima Noboru
    • 雑誌名

      eLife

      巻: -

    • DOI

      10.7554/elife.92189.1

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [雑誌論文] GET pathway mediates transfer of mislocalized tail-anchored proteins from mitochondria to the ER2022

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto Shunsuke、Ono Suzuka、Shinoda Saori、Kakuta Chika、Okada Satoshi、Ito Takashi、Numata Tomoyuki、Endo Toshiya
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 221 号: 6 ページ: 202-202

    • DOI

      10.1083/jcb.202104076

    • 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] ミトコンドリアに輸送される新規核コードRNAの網羅的探索手法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      篠田沙緒里, 坂本智昭, 木村成介, 遠藤斗志也
    • 学会等名
      第75回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] ミトコンドリアへ輸送される核コードRNAの探索技術の開発と生理学的意義の解析2023

    • 著者名/発表者名
      篠田沙緒里, 坂本智昭, 木村成介, 遠藤斗志也
    • 学会等名
      第21回日本ミトコンドリア学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of nuclear-encoded RNAs in mitochondria2022

    • 著者名/発表者名
      Saori Shinoda, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura, Toshiya Endo
    • 学会等名
      "EMBO Workshop New challenges in protein translocation across membranes"
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ミトコンドリアに輸送される新規核コードRNAの網羅的探索2022

    • 著者名/発表者名
      篠田沙緒里, 坂本智昭, 木村成介, 遠藤斗志也
    • 学会等名
      第74回日本細胞生物学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of nuclear-encoded RNAs in mitochondria2022

    • 著者名/発表者名
      Saori Shinoda, Tomoaki Sakamoto, Seisuke Kimura, Toshiya Endo
    • 学会等名
      第23回日本RNA学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2025-01-30  

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