| 研究課題/領域番号 |
23K21151
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| 補助金の研究課題番号 |
21H02058 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
田村 朋則 京都大学, 工学研究科, 講師 (10746639)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2022年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2021年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
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| キーワード | 脂質 / イメージング / リピドミクス / オルガネラ / メタボロミクス / 代謝物 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
メタボローム（代謝物総体）は表現型と直接相関する重要な生体分子群であり、生命現象の理解のためにはメタボロームの時空間的な発現プロファイル解析が不可欠である。しかし、その生化学的・分析化学的な扱いにくさから、細胞内代謝物を高い時空間分解能で調べる方法はほとんどない。このような背景から、本研究では時空間メタボロミクスを実現する新手法の開発を目指す。具体的には、細胞内の狙ったオルガネラ内に存在する代謝物を任意のタイミングで空間特異的に化学標識するための反応性分子プローブを開発し、これを用いた新規メタボロミクス法を確立する。
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| 研究実績の概要 |
2021年度はミトコンドリア内代謝物を標的としたOrganelle-targeting Reactive Molecule (ORM)の開発を行った。ミトコンドリアはTCA回路、酸化的リン酸化、脂肪酸ベータ酸化など、様々な代謝を担うオルガネラであり、本手法の有用性を検証する上で適したオルガネラであると言える。ORMのミトコンドリア局在モチーフとして膜電位依存的にミトコンドリアに局在することが知られるローダミン誘導体を採用し、様々な官能基(アミン、カルボン酸、アルデヒド、ケトン、チオールなど)を有する代謝物の化学標識を実現するために、多様な反応基を連結したORM試薬を合成した。本年度は特に光反応基の検討を進め、フェニルアジド、ベンゾフェノン、ジアジリンといった光反応基を有するローダミン誘導体を合成した。合成したORMを培養細胞に処置し、ライブイメージングやLC-MS解析によって、オルガネラターゲッティング能、反応効率、反応選択性等を評価した。初期検討の結果、ORMはミトコンドリアに特異的に局在し、光照射によっていくつかの代謝物に対する標識が進行することが確認された。特に脂肪酸類が同定されたことから、ミトコンドリア内代謝物の選択的な標識が進行していることが示唆された。
また、本年度はオルガネラ内のホスファチジルコリンを選択的に標識する技術を応用してホスファチジルコリンの代謝を制御する遺伝子の網羅的スクリーニングを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初計画通り、ミトコンドリアに局在する分子の合成に成功し、さらにLCMS解析によってプローブが標識された代謝物も複数同定されたため、順調に進展していると言える。ただし、標識効率があまり高くなく、検出感度が低いことから、今後さらなる改善が必要である。
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| 今後の研究の推進方策 |
当初計画通り、ミトコンドリアに局在する分子の合成に成功し、さらにLCMS解析によってプローブが標識された代謝物も複数同定されたが、検出感度が低いことから、反応条件やプローブ設計をさらに最適化する。また、より幅広い代謝物を標識するために、光反応基以外に様々な反応基を有するプローブの合成を進める。
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