| 研究領域 | 新興硫黄生物学が拓く生命原理変革 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H05577
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| 研究種目 |
学術変革領域研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
学術変革領域研究区分(Ⅲ)
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| 研究機関 | 昭和薬科大学 |
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研究代表者 |
石井 功 昭和薬科大学, 薬学部, 教授 (90292953)
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| 研究期間 (年度) |
2022-06-16 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
2023年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | 硫黄転移 / ロダネーゼ / シアン解毒 / 青酸配糖体 / 遺伝子欠損マウス / チオ硫酸 / 硫黄転移酵素 / 超硫黄 / 遺伝子改変マウス / 遺伝病モデル / チオシアン酸イオン / 細胞呼吸 / 電子伝達系 / 硫黄転移反応 / 活性イオウ分子種 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ロダネーゼTSTがシアン解毒に働くことは以前より広く知られていたが、個体レベルでも作用している証拠はこれまで無かった。また、in vitro実験でその相同酵素であるMPSTもシアン解毒活性を有することは報告されていた。そこで、以前に作成したMPST欠損マウス、そして今回新規作成したTST欠損マウス、またMPST/TSTダブル欠損マウスを比較解析に用いて、シアン解毒や硫黄転移反応における両酵素の役割を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本課題では、生体内硫黄転移反応に関与する2つの相同酵素であるMPSTとTSTのマウスにおける生理的役割の解明を目指した。そのため、以前に作成報告したMPST欠損マウスに加えて、新規にTST欠損マウス、そしてMPST/TSTダブル欠損マウスを作成した。MPST欠損マウスとTST欠損マウスについては他の研究グループによる作成報告が既にあるが、我々はCRISPR/Cas9法を用いてゲノム上近接して存在する2酵素遺伝子の欠損領域を限局し、互いのタンパク質発現には影響しないマウスを取得することに成功し、またダブル欠損マウスを新規作成した。いずれのマウスもMPST、TST、あるいはその両方を調査した全ての臓器で完全に欠損していたが、見かけ上の異常なく誕生・成長し、雄雌いずれも多産で2年以上生存可能であった。しかし、経口投与のシアン化ナトリウム(NaCN)あるいは青酸配糖体アミグダリンに対する感受性が、TST欠損により大幅に、一方MPST欠損によりわずかに減弱していた。TSTは呼吸鎖を止めるシアン化物(CN-)イオンにチオ硫酸から硫黄原子を付加しチオシアン酸(SCN-)イオンに弱毒化する酵素(ロダネーゼ)として古くから知られていたが、個体レベルでその重要性を初めて証明した。一部のマウスは死に至ったが、解剖して組織切片を観察しても何ら異常は見られず、死因はシアン毒性によりミトコンドリア呼吸鎖が停まりエネルギー獲得を解糖系のみに依存した結果起こった乳酸アシドーシスによると考えられた。また、定常状態においてもTST欠損及びダブル欠損マウスでは、尿中排泄CN-が野生型マウスより多く、また血中のチオ硫酸レベルも高かった。従って、TST欠損の影響は普通餌を与えているマウスにおいても観察されることが判明した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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