ショウジョウバエ始原生殖細胞におけるミトコンドリア品質管理機構の解析

• 研究課題/領域番号: 25711020
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 一部基金
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 筑波大学 (2015-2017); 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(岡崎共通研究施設) (2013-2014)
• 研究代表者: 林 良樹 筑波大学, 生命領域学際研究センター, 助教 (30508817)
• 研究協力者: 木森 義隆 福井工業大学, 環境情報学部, 准教授 (10585277)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 26,910千円 (直接経費: 20,700千円、間接経費: 6,210千円); 2016年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2015年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2013年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円)
• キーワード: ミトコンドリア / 解糖系 / 生殖系列 / 始原生殖細胞 / ショウジョウバエ / メタボロミクス / 細胞内代謝 / 品質管理機構 / 品質管理 / マイトファジー / ネクローシス / 細胞死

研究成果の概要

ミトコンドリアはエネルギー産生や細胞機能を制御する重要なオルガネラである。ミトコンドリアは生殖系列を通じて次世代に継承されるが、正常なミトコンドリアをもつ生殖系列が選択される仕組みは不明である。
本研究ではPGCの選択的細胞死誘導がこの仕組みに関与するという仮説を検証した。このためにミトコンドリアの定量的画像解析法の開発を行い、PGC中のミトコンドリアの定量的比較を行った結果、選択的に排除されるPGC中ではミトコンドリア量が顕著に現象することが明らかとなった。さらにPGCの細胞死誘導には解糖系代謝酵素遺伝子の働きが必要であることが明らかとなった。

研究成果

• [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)
• [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)
• [国際共同研究] ミネソタ大学(米国)
• [雑誌論文] Autocrine regulation of ecdysone synthesis by β3-octopamine receptor in the prothoracic gland is essential for Drosophila metamorphosis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ohhara Y., Shimada-Niwa Y., Niwa R., Kayashima Y., Hayashi Y., Akagi K., Ueda H., Yamakawa-Kobayashi K., and Kobayashi S.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 112 号: 5 ページ: 1452-1457
  • DOI: 10.1073/pnas.1414966112
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysys of Drosophila glucuronyl C-5 epimerase: implication of developmental roles of heparan sulfate sulfation compensation and 2-O sulfated glucuronic acid. (2013)
  • 著者名/発表者名: Dejima, K., Takemura, M., Nakato, E., Peterson, J., Hayashi, Y., Toyoda, A., Toyoda, H., Nakato, H.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem. 巻: 288 号: 48 ページ: 34384-34393
  • DOI: 10.1074/jbc.m113.499269
  • 査読あり
• [学会発表] The role of methionine metabolism during germ-line development of Drosophila melanogaster (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Shinjiro Hino, Tetsuya Sato, Sashiro Kashio, Chiyo Noda, Masayuki Miura, Mitsuyoshi Nakao, Satoru Kobayashi
  • 学会等名: KEY Forum: The 3rd International Symposium on Stem Cell Traits and Developmental Systems
  • 国際学会
• [学会発表] Characteristics of Drosophila Germ-line from Metabolic Aspects. -The role of methionine metabolism during germ-line development of Drosophila- (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi
  • 学会等名: 3)The International Research Symposium on Germness and Pluripotency of the Planarians in comparison with Fly and Mouse systems.
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] メタボロミクスから見えてきたショウジョウバエ始原生殖細胞の代謝的性質とその役割～メチオニン代謝制御によるレトロトランスポゾン抑制の仕組み～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹
  • 学会等名: 第６回 生殖若手の会
  • 招待講演
• [学会発表] メタボロミクスから見えてきたショウジョウバエ始原生殖細胞の代謝的性質とその役割～メチオニン代謝制御によるレトロトランスポゾン抑制の仕組み～ (2018)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹
  • 学会等名: 第５回 植物発生ロジック・メタボロミクス勉強会
  • 招待講演
• [学会発表] The role of methionine metabolism during germ-line development in Drosophila melanogaster. (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Chiyo Noda, Satoru Kobayashi
  • 学会等名: 50th annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists.
• [学会発表] メチオニン代謝制御による生殖系列におけるトランスポソン抑制機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 日本動物学会題８８回富山大会２０１７
• [学会発表] The role of methionine metabolism during germ-line development of Drosophila melanogaster (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Chiyo Noda, Satoru Kobayashi
  • 学会等名: The international research symposium on regulation of germ cell development in vivo and in vitro.
  • 国際学会
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の代謝的性質とその役割-生殖系列の品質管理におけるメチオニン代謝の役割ー (2016)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 第３９回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県横浜市）
  • 年月日: 2016-11-30
  • 招待講演
• [学会発表] The role of methionine metabolism during germline development in Drosophila melanogaster. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Chiyo Noad, Satoru Kobayashi,
  • 学会等名: Joint meeting of the 22nd Internatinal Congress of Zoology and the 87th meeting of Zoological Society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-11-14
  • 国際学会
• [学会発表] メタボロミクスから見えてきた始原生殖細胞の代謝的性質とその役割 (2015)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟、
  • 学会等名: 第１４回日本再生医療学会総会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（横浜市、神奈川県）
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-21
  • 招待講演
• [学会発表] The role of Glycolysis in primordial germ cell development of Fruit fly, Drosophila melanogaster. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Chiyo Noda, Satoru Kobayashi,
  • 学会等名: 日米先端科学（JaFos）２０１４シンポジウム
  • 発表場所: ホテルニューオータニ（千代田区、東京都）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-07
  • 招待講演
• [学会発表] メタボロミクスから見えてきた始原生殖細胞の代謝的性質とその役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟、
  • 学会等名: 第８７回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館（京都市、京都府）
  • 年月日: 2014-10-15 – 2014-10-18
  • 招待講演
• [学会発表] Role of Glycolysis in primordial-germ-cell development in Drosophila embryos. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Chiyo Noda, Satoru Kobayashi,
  • 学会等名: Cold Spring Harbor Laboratory Meeting on Germ Cells
  • 発表場所: Cold Spring Harbor Laboratory（Cold Spring Harbor, New York, U. S. A.）
  • 年月日: 2014-10-07 – 2014-10-11
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞におけるメチオニン代謝の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟、
  • 学会等名: 日本動物学会第８５回大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台市、宮城県）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] The Role of Heparan Sulfate Proteoglycans in Drosophila germline stem cell niche. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Arisa Sugiyama, Satoru Kobayashi,
  • 学会等名: 第４７回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: ウインク愛知（名古屋市、愛知県）
  • 年月日: 2014-05-27 – 2014-05-30
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の新規役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 第三回発生過程におけるエネルギー代謝を考える会
  • 発表場所: 熊本大学発生医学研究所（熊本）
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の新規役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 発生生物学会秋季シンポジウム2013
  • 発表場所: 神戸しあわせの村（兵庫）
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 第一回がんと代謝研究会
  • 発表場所: 慶応義塾大学先端生命科学研究センター（山形）
  • 招待講演
• [学会発表] ショウジョウバエ始原生殖細胞の発生過程における解糖系の新規役割 (2013)
  • 著者名/発表者名: 林 良樹、野田 千代、小林 悟
  • 学会等名: 日本動物学会第８４回大会
  • 発表場所: 岡山大学（岡山）
• [学会発表] Role of Glycolysis in Primordial-Germ-Cell Development in Drosophila embryos. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hayashi, Y., Noda, C., Kobayashi, S.
  • 学会等名: 第４６回日本発生生物学会大会
  • 発表場所: くにびきメッセ（島根）
• [図書] Reproductive & Developmental Strategies for Life Continuity (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshiki Hayashi, Satoru Kobayashi
  • 出版者: Springer