多層的オミックス解析によるミトコンドリア透過性遷移の制御因子の探索

• 研究課題/領域番号: 26460069
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物系薬学
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 山本 武範 徳島大学, 先端酵素学研究所(プロテオ), 講師 (80457324)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014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 / 透過性遷移 / カルシウム / 細胞死 / オミクス解析 / 酵母

研究成果の概要

ミトコンドリアに過剰なカルシウムが取り込まれると、その膜透過性が亢進する「透過性遷移」という現象が引き起こされ、細胞死が誘導される。ミトコンドリアへのカルシウム取込みは透過性遷移の起点だが、その取込みの仕組みは十分に理解されていない。
本研究では、酵母を使って、ミトコンドリアカルシウム取込みの制御機構を詳細に解析できる独自の実験系を構築した。この実験系を用いた検討の結果、MCUとEMREというタンパク質がカルシウム取込みの本質的な制御因子であることを明らかにした。また、EMREについて詳細に解析を行い、EMREがMCUの形成するチャネル孔を開孔状態に固定する因子であることを提唱するに至った。

研究成果

• [雑誌論文] 酸化マグネシウム製剤を経口投与したラットでのマグネシウムの動態解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuya Yoshimura, Kosuke Fujisaki, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: 薬学雑誌 巻: 137 号: 5 ページ: 581-587
  • DOI: 10.1248/yakushi.16-00020
  • NAID: 130005631456
  • ISSN: 0031-6903, 1347-5231
  • 年月日: 2017-05-01
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Synthetic Ubiquinones Specifically Bind to Mitochondrial Voltage-Dependent Anion Channel 1 (VDAC1) in Saccharomyces cerevisiae Mitochondria. (2017)
  • 著者名/発表者名: Masatoshi Murai, Ayaka Okuda, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara and Hideto Miyoshi
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 56 号: 4 ページ: 570-581
  • DOI: 10.1021/acs.biochem.6b01011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of amino acid residues of mammalian mitochondrial phosphate carrier important for its functional expression in yeast cells, as achieved by PCR-mediated random mutation and gap-repair cloning. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryohei Yamagoshi, Takenori Yamamoto, Mitsuru Hashimoto, Ryohei Sugahara, Takahiro Shiotsuki, Hideto Miyoshi, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: Mitochondrion 巻: 32 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1016/j.mito.2016.11.003
  • NAID: 120006732017
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Analysis of the structure and function of EMRE in a yeast expression system. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto T, Yamagoshi R, Harada K, Kawano M, Minami N, Ido Y, Kuwahara K, Fujita A, Ozono M, Watanabe A, Yamada A, Terada H, Shinohara Y
  • 雑誌名: Biochim Biophys Acta - Bioenergetics 巻: S0005-2728 号: 6 ページ: 30066-4
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2016.03.019
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Immunoblotting with Peptide Antibodies: Differential Immunoreactivities Caused by Certain Amino Acid Substitutions in a Short Peptide and Possible Effects of Differential Refolding of the Peptide on a Nitrocellulose or PVDF Membrane (2015)
  • 著者名/発表者名: Takenori Yamamoto, Taisuke Matsuo, Atsushi Yamamoto, Ryohei Yamagoshi, Kazuto Ohkura, Masatoshi Kataoka, Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: Methods Mol. Biol. 巻: 1348 ページ: 303-310
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-2999-3_26
  • ISBN: 9781493929986, 9781493929993
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Trichopolyn VI: a new peptaibol insecticidal compound discovered using a recombinant <i>Saccharomyces cerevisiae</i> screening system (2015)
  • 著者名/発表者名: Suga T, Asami Y, Hashimoto S, Nonaka K, Iwatsuki M, Nakashima T, Watanabe Y, Sugahara R, Shiotsuki T, Yamamoto T, Shinohara Y, Ichimaru N, Murai M, Miyoshi H, Omura S, Shiomi K.
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 61 号: 3 ページ: 82-87
  • DOI: 10.2323/jgam.61.82
  • NAID: 130005090097
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bongkrekic Acid Analogue, Lacking One of the Carboxylic Groups of its Parent Compound, Shows Moderate but pH-insensitive Inhibitory Effects on the Mitochondrial ADP/ATP Carrier (2015)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Yamamoto, Keisuke Hasui, Hiroshi Matsuo, Katsuhiro Okuda, Masato Abe, Kenji Matsumoto, Kazuki Harada, Yuya Yoshimura, Takenori Yamamoto, Kazuto Ohkura, Mitsuru Shindo, Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: Chem. Biol. Drug Des. 巻: 86 号: 5 ページ: 1304-1322
  • DOI: 10.1111/cbdd.12594
  • NAID: 120006732016
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Ascosteroside C, a new mitochondrial respiration inhibitor discovered by pesticidal screening using recombinant Saccharomyces cerevisiae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Suga T, Asami Y, Hashimoto S, Nonaka K, Iwatsuki M, Nakashima T, Sugahara R, Shiotsuki T, Yamamoto T, Shinohara Y, Ichimaru N, Murai M, Miyoshi H, Omura S, Shiomi K.
  • 雑誌名: J Antibiot (Tokyo) 巻: 68 号: 10 ページ: 649-652
  • DOI: 10.1038/ja.2015.43
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two adenine nucleotide translocase paralogues involved in cell proliferation and spermatogenesis in the silkworm Bombyx mori. (2015)
  • 著者名/発表者名: Sugahara R, Jouraku A, Nakakura T, Kusakabe T, Yamamoto T, Shinohara Y, Miyoshi H, Shiotsuki T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 10 号: 3 ページ: e0119429-e0119429
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0119429
  • NAID: 120006872351
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effects of employment of distinct strategies to capture antibody on antibody delivery into cultured cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara K, Harada K, Yamagoshi R, Yamamoto T, Shinohara Y.
  • 雑誌名: Mol Cell Biochem 巻: 404 号: 1-2 ページ: 25-30
  • DOI: 10.1007/s11010-015-2362-x
  • NAID: 120006763927
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mastoparan peptide causes mitochondrial permeability transition not by interacting with specific membrane proteins but by interacting with the phospholipid phase. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takenori Yamamoto, Mika Ito, Keita Kageyama, Kana Kuwahara, Kikuji Yamashita, Yoshiharu Takiguchi, Seiichiro Kitamura, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: The FEBS Journal 巻: Vol.281, No.17 号: 17 ページ: 3933-3944
  • DOI: 10.1111/febs.12930
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Utility of syntenic relationships of VDAC1 pseudogenes for not only an understanding of the phylogenetic divergence history of rodents, but also ascertaining possible pseudogene candidates as genuine pseudogenes (2014)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Ido, Tatsuki Yoshitomi, Kazuto Ohkura, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara
  • 雑誌名: Genomics 巻: 104 号: 2 ページ: 128-133
  • DOI: 10.1016/j.ygeno.2014.05.003
  • NAID: 120006763928
  • 査読あり
• [学会発表] クロナゼパムがマウスの遺伝子発現に及ぼす影響のマイクロアレイ解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 谷口 あい, 山本 武範, 井戸 佑介, 廣島 佑香, 山田 安希子, 篠原 康雄
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 仙台コンベンションセンター, 宮城県, 仙台市
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 酵母発現系によるミトコンドリアカルシウムユニポーター(MCU)の構造機能解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本 武範, 大園 瑞音, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 仙台コンベンションセンター, 宮城県, 仙台市
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 合成ユビキノンは出芽酵母ミトコンドリア電位依存性アニオンチャンネル (VDAC)に特異的に結合する (2017)
  • 著者名/発表者名: 村井 正俊, 奥田 絢香, 山本 武範, 篠原 康雄, 三芳 秀人
  • 学会等名: 日本農薬学会第42回大会
  • 発表場所: 松山全日空ホテル, 愛媛県, 松山市
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] 新規殺虫剤標的分子としての昆虫のミトコンドリア膜 CoA 輸送体の遺伝子と その機能 (2017)
  • 著者名/発表者名: 皆葉 正臣, 管原 亮平, 上樂 明也, 山本 武範, 篠原 康雄, 小瀧 豊美, 三芳 秀人, 塩月 孝博
  • 学会等名: 日本農薬学会第42回大会
  • 発表場所: 松山全日空ホテル, 愛媛県, 松山市
  • 年月日: 2017-03-06
• [学会発表] Functional expression of mammalian mitochondrial phosphate carrier in yeast cells (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamagoshi Ryohei, Takenori Yamamoto, Mitsuru Hashimoto, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • 学会等名: The American Society for Cell Biology 2016
  • 発表場所: Moscone Center San Francisco, California, US
  • 年月日: 2016-12-03
  • 国際学会
• [学会発表] 酵母再構成系を用いたミトコンドリアカルシウムユニポーターの 構造機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本 武範, 大園 瑞音, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第38回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市立大学薬学部, 愛知県, 名古屋市
  • 年月日: 2016-11-17
• [学会発表] ミトコンドリアのADP/ATP輸送体はボンクレキン酸とどのように相互作用しているのか (2016)
  • 著者名/発表者名: 大和 永奈, 山越 亮平, 山本 武範, 廣島 佑香, 三芳 秀人, 新藤 充, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第55回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 就実大学薬学部, 岡山県, 岡山市
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 酵母再構成系を用いたミトコンドリアカルシウムユニポーター(MCU)の構造機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 大園 瑞音, 山本 武範, 山越 亮平, 山田 安希子, 廣島 佑香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第55回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会 中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 就実大学薬学部, 岡山県, 岡山市
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] Analysis of the Structure and Function of EMRE in Mitochondrial Calcium Channel using a Yeast Expression System (2016)
  • 著者名/発表者名: Takenori Yamamoto, Yamagoshi Ryohei, Harada Kazuki, Kawano Mayu, Minami Naoki, Ido Yusuke, Ozono Mizune, Watanabe Akira, Akiko Yamada, Hiroshi Terada and Yasuo Shinohara
  • 学会等名: European Bioenergetics Conference 2016
  • 発表場所: Conference center, Riva del Garda, Italy
  • 年月日: 2016-07-02
  • 国際学会
• [学会発表] ミトコンドリアカルシウムチャネルの ルテニウムレッド感受性に関与するアミノ酸残基の同定 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安井 春香, 山本 武範, 山越 亮平, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第8回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 徳島文理大学香川薬学部, 香川県, さぬき市
  • 年月日: 2016-05-30
• [学会発表] ポリエチレンイミンはミトコンドリア膜の酸性リン脂質に作用して シトクロムc漏出を誘起する (2016)
  • 著者名/発表者名: 角田 萌, 山本 武範, 小武 和正, 伊藤 美香, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第8回日本生物物理学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 徳島文理大学香川薬学部, 香川県, さぬき市
  • 年月日: 2016-05-30
• [学会発表] 哺乳類ミトコンドリアのリン酸輸送担体の酵母での機能的発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山越 亮平, 山本 武範, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学薬学部（熊本県熊本市）
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] 酵母を使ったミトコンドリアのカルシウム取込みにおけるEMRE の機能解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 武範, 山越 亮平, 原田 一樹, 河野 麻由, 桑原 かな, 南 尚希, 山田 安希子, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第37回生体膜と薬物の相互作用シンポジウム
  • 発表場所: 熊本大学薬学部（熊本県熊本市）
  • 年月日: 2015-11-19
• [学会発表] ミトコンドリアのADP/ATP輸送体とCoenzyme A輸送体の機能発現に重要なアミノ酸残基の保存と相違 (2015)
  • 著者名/発表者名: 南 尚希, 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第54回日本薬学会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 高知市文化プラザ かるぽーと（高知県高知市）
  • 年月日: 2015-10-31
• [学会発表] Inhibitory effects of the bongkrekic acid analogues on the mitochondrial ADP/ATP carrier (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 篤司, 奥田 勝博, 安部 真人, 松本 健司、山本武範、新藤充、篠原康雄
  • 学会等名: 第43回構造活性相関シンポジウム
  • 発表場所: 新潟日報メディアシップ 日報ホール（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-27
• [学会発表] マイクロアレイで遺伝子発現の定量的評価は可能か (2015)
  • 著者名/発表者名: 秦 拓也, 尾華 絵里子, 角幡 玲, 堀 友繁, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 長崎大学薬学部（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2015-08-21
• [学会発表] ヒドロキシアパタイトによるミトコンドリアタンパク質分離の分子論 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 武範, 玉置 春菜, 勝田 千恵, 中谷 極, 寺内 さつき, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第28回バイオメディカル分析科学シンポジウム
  • 発表場所: 長崎大学薬学部（長崎県長崎市）
  • 年月日: 2015-08-21
• [学会発表] Induction of mitochondrial permeability transition by dequalinium (2015)
  • 著者名/発表者名: Shima Sawako, Takenori Yamamoto, Yasuo Shinohara and Yoshiharu Takiguchi
  • 学会等名: 40th FEBS Congress
  • 発表場所: the Estrel Convention Center in Berlin (Germany)
  • 年月日: 2015-07-04
  • 国際学会
• [学会発表] Effects of employment of distinct strategies to capture antibody on antibody delivery into cultured cells (2015)
  • 著者名/発表者名: Kuwahara Kana, Harada Kazuki, Yamagoshi Ryohei, Yoshiharu Takiguchi, Takenori Yamamoto and Yasuo Shinohara
  • 学会等名: 40th FEBS Congress
  • 発表場所: the Estrel Convention Center in Berlin (Germany)
  • 年月日: 2015-07-04
  • 国際学会
• [学会発表] 昆虫ミトコンドリアのADP/ATP carrier の酵母における機能的発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 原田 一樹, 猪谷 祐貴, 菅原 亮平, 塩月 孝博, 三芳 秀人, 橋本 満, 真島 英司, 寺田 弘, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] デカリニウムはミトコンドリアに透過性遷移を誘起する (2015)
  • 著者名/発表者名: 島 佐和子, 山本 武範, 榎本 麻里子, 山下 菊治, 寺田 弘, 篠原 康雄, 滝口 祥令
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 抗体導入試薬の性質の違いが細胞内への抗体の導入に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 桑原 かな, 原田 一樹, 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] プロテオミクスによる分離分析技術と生化学的解析を応用したミトコンドリア研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本 武範
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
  • 招待講演
• [学会発表] プレ配列の削除及び特定のアミノ酸残基の変異による哺乳類のリン酸輸送担体の酵母ミトコンドリアにおける機能的発現 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 日本薬学会年会
  • 発表場所: 神戸学院大学（兵庫県、神戸市）
  • 年月日: 2015-03-26 – 2015-03-28
• [学会発表] 抗原抗体反応を用いたミトコンドリア外膜におけるヒトVDAC1のトポロジー解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 河野 麻由, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第53回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会, 2014年11月.
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県、広島市）
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [学会発表] Mastoparanはミトコンドリアのリン脂質膜に作用して透過性遷移を誘導する (2014)
  • 著者名/発表者名: 伊藤 美香, 山本 武範, 懸山 啓太, 桑原 かな, 山下 菊治, 滝口 祥令, 寺田 弘, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第53回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
  • 発表場所: 広島国際会議場（広島県、広島市）
  • 年月日: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [学会発表] 二つの抗体送達システムにおける送達作用の比較 (2014)
  • 著者名/発表者名: 桑原 かな, 原田 一樹, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海度、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] オリゴマイシンとロテノンはミトコンドリアの透過性遷移に相乗的な阻害作用を示す (2014)
  • 著者名/発表者名: 小武 和正, 猪谷 祐貴, 吉村 勇哉, 原田 一樹, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第52回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海度、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-13 – 2014-09-15
• [学会発表] 哺乳類のリン酸輸送担体を酵母のミトコンドリアに機能的に発現させるために必要な因子の理解に向けて (2014)
  • 著者名/発表者名: 山越 亮平, 山本 武範, 篠原 康雄
  • 学会等名: 第6回日本生物物理学会第6回中国四国支部大会
  • 発表場所: とりぎん文化会館（鳥取県、鳥取市）
  • 年月日: 2014-05-17 – 2014-05-18