マウス初期胚における生体内エネルギーのリアルタイム解析

• 研究領域: 哺乳類初期発生の細胞コミュニティー
• 研究課題/領域番号: 24116703
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 山本 正道 群馬大学, 先端科学研究指導者育成ユニット, 助教 (70423150)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円); 2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
• キーワード: アデノシン三リン酸

研究概要

ATPを可視化するために作出したGO-ATeam2可視化マウス、GO-ATeam1可視化マウスの受精後16日目のマウス胚から樹立したMEF細胞を用いてATP量とGO-ATeamから発せられるFRET/GFP ratio値の相関性を調べるとGO-ATeam2 は0.3-5mMのATP濃度の範囲で、またGO-ATeam1は2-20mMのATP濃度の範囲で直線状の相関性を示すことを明らかにした。このことより、このマウスを用いればそれぞれのATP濃度においてFRET ratio値としてATP濃度を詳細に可視化できる事がわかった。このGO-ATeam2可視化マウス、GO-ATeam1可視化マウスを用いて受精後1日目から10日目までの胚にてATPの細胞内局在、各細胞種でのATP量の定量測定と経時変化測定、またマウス成体での臓器毎・細胞毎・細胞内局在を定量的に測定できるかを検討した結果、subcellularレベルでATP量の分布を調べる事が可能である事が示された。
細胞内でATP量の変化を詳細に調べる事ができる両方のATP可視化マウスを用いて、glycolisisおよびoxidative phosphorylationを阻害する試薬を添加してATPの経時的変化を確認すると、濃度・時間依存的な変化を観察する事ができた。またここで測定した濃度はLuciferase法にて測定した場合と相関性を示す事ができた。更に、卵割時や低酸素時・疾患時におけるATPの産生と変化に対しても重要な知見を得る事ができた。

現在までの達成度 (区分)

理由

25年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

25年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Induction of pulipotency in human somatic cells via a transient state resembling primitive streak-like mesendoderm. (2014)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, K., Tanabe, K., Ohnuki, M., Narita, M., Sasaki, A., Yamamoto, M., Nakamura, M., Sutou, K., Osafune, K. and Yamanaka, S.
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 5 号: 1 ページ: 3678-3678
  • DOI: 10.1038/ncomms4678
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spatial restriction of bone morphogenetic protein signaling in mouse gastrula through the mVam2-dependent endocytic pathway (2012)
  • 著者名/発表者名: Aoyama, Wada et al.
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 22 号: 6 ページ: 1163-1175
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2012.05.009
  • 査読あり
• [産業財産権] ATP可視化動物およびその用途 (2014)
  • 発明者名: 山本正道
  • 権利者名: 山本正道
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-005429
  • 出願年月日: 2014-01-15