ミトコンドリアの進化の多様性

2013 年度 実績報告書

• 研究領域: マトリョーシカ型進化原理
• 研究課題/領域番号: 23117005
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 野崎 智義 国立感染症研究所, 寄生動物部, 部長 (60198588)
• 研究分担者: 橋本 哲男 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 教授 (50208451) ; 黒田 誠 国立感染症研究所, その他部局等, その他 (80317411)
• 研究期間 (年度): 2011-07-25 – 2016-03-31
• キーワード: ミトコンドリア / 進化 / 微生物

研究概要

嫌気的マイトソームへのタンパク質輸送機構、分裂機構、生理機能の進化を解明するための研究として、赤痢アメーバのマイトソームの新規ベーターバレル型タンパク質を同定し、その局在・基質・機能を解析した。本タンパク質を含む複合体を精製し、質量分析により構成因子を明らかにした。
嫌気的原生生物群のゲノム、EST、マイトソームプロテオーム解析では、前年度取得したフォルニカータ生物3種および自由生活性EntamoebaのESTデータを、バイオインフォマティクス・分子系統解析によりさまざまな生物種のデータと比較解析し、嫌気的エネルギー代謝経路、オルガネラへのタンパク質移送機構などの分子進化に関する知見を得た。また、CLO-NY0171に関しゲノム解析を展開した。細菌の混在下で両生物種のMROを精製するための方法論的検討を行った。
特殊ミトコンドリアをもつ生物種のゲノム解析としてはクドアセプテンプンクタータのミトコンドリア及び核ゲノムの解読を継続した。また赤痢アメーバ及び他の嫌気性原虫種（新規発見されたEntamoeba）のドラフトゲノム情報を補完するためのゲノム構造マッピングを行い、総合的な赤痢アメーバ・ゲノム情報そして基盤構築を行った。

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

計画通り順調に達成された。

今後の研究の推進方策

嫌気的マイトソームへのタンパク質輸送機構、分裂機構、生理機能の進化のため、赤痢アメーバのマイトソームの膜チャネルであるベータバレル型タンパク質の性質・機能を解明する。また、未同定の膜チャネル構成タンパク質を明らかにする。マイトソームの融合の動態を解明する。
嫌気性原生生物群フォルニカータにおけるミトコンドリア機能縮退進化の解明のため、Giardia intestinalis を含むフォルニカータ生物のミトコンドリア関連オルガネラ（MRO）をもちEST解析を終了した生物種に関しMROのプロテオーム解析を実施し、真にMROに局在するタンパク質を同定する。またフォルニカータに属する4種について、2者培養系の確立後、MROを単離・精製しプロテオーム解析を行う。
環形動物と魚類を交互寄生して生存する特殊ミトコンドリアをもつミクソゾア類のクドアミクソゾア全般のミトコンドリア比較ゲノム解析で遺伝子縮退の起因を探る。更に、トランスクリプトーム解析とプロテオミクス解析によりKudoaゲノムの遺伝子予測を行い分子系統学解析にて評価する。
本年度から、ミトコンドリアDNA変異病原性理解のためのモデルマウスの作製とその病態・表現型解析を加える。マウス培養細胞をいくつかのストレス条件で培養してmtDNAへのランダムな突然変異を誘導し、その変異を濃縮する。呼吸機能などを生化学的に検証し、mtDNA変異の病原性を確認し、モデルマウスの作出に移行し、mtDNAに変異を有する新たなモデルマウスを樹立する。また、核ーミトコンドリアゲノム間のクロストーク病理の解明を行う。変異型mtDNAを導入したマウスの病原性を制御する分子基盤をミトコンドリアの分裂に関与する因子を中心に解明する。

研究成果

• [雑誌論文] The Host Protease TMPRSS2 Plays a Major Role in In Vivo Replication of Emerging H7N9 and Seasonal Influenza Viruses (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakai K, Ami Y, Tahara M, Kubota T, Anraku M, Abe M, Nakajima N, Sekizuka T, Shirato K, Suzaki Y, Ainai A, Nakatsu Y, Kanou K, Nakamura K, Suzuki T, Komase K, Nobusawa E, Maenaka K, Kuroda M, Hasegawa H et al
  • 雑誌名: J Virol 巻: 88 ページ: 5608-5616
  • DOI: 10.1128/JVI.03677-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Entamoeba histolytica Dnmt2 homolog (Ehmeth) confers resistance to nitrosative stress (2014)
  • 著者名/発表者名: Hertz R, Tovy A, Kirschenbaum M, Geffen M, Nozaki T, Adir N, Ankri S
  • 雑誌名: Eukaryot Cell 巻: 13 ページ: 494-503
  • DOI: 10.1128/EC.00031-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Role of pathogenicity determinant protein C (PdpC) in determining the virulence of the Francisella tularensis subspecies tularensis SCHU (2014)
  • 著者名/発表者名: Uda A, Sekizuka T, Tanabayashi K, Fujita O, Kuroda M, Hotta A, Sugiura N, Sharma N, Morikawa S, Yamada A
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e89075
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0089075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Insights into the GTP/GDP cycle of RabX3, a novel GTPase from Entamoeba histolytica with tandem G-domainsistry (2014)
  • 著者名/発表者名: Chandra M, Mukherjee M, Srivastava VK, Saito-Nakano Y, Nozaki T, Datta S
  • 雑誌名: Biochem 巻: 53 ページ: 1191-1205
  • DOI: 10.1021/bi401428f
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multilocus sequence typing system (MLST) reveals a significant association of Entamoeba histolytica genetic patterns with disease outcome (2014)
  • 著者名/発表者名: Das K, Mukherjee AK, Chowdhury P, Sehgal R, Bhattacharya MK, Hashimoto T, Nozaki T, Ganguly S
  • 雑誌名: Parasitol Int 巻: 63 ページ: 308-314
  • DOI: 10.1016/j.biochi.2013.11.018
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrimination of Mycobacterium abscessus subsp. massiliense from Mycobacterium abscessus subsp. abscessus in clinical isolates by multiplex PCR (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakanaga K, Sekizuka T, Fukano H, Sakakibara Y, Takeuchi F, Wada S, Ishii N, Makino M, Kuroda M, Hoshino Y
  • 雑誌名: J Clin Microbiol 巻: 52 ページ: 251-259
  • DOI: 10.1128/JCM.01327-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] ron-sulphur clusters, their biosynthesis, and biological functions in protozoan parasites (2013)
  • 著者名/発表者名: Ali V, Nozaki T. Iron-sulphur clusters, their biosynthesis, and biological functions in protozoan parasites
  • 雑誌名: Adv Parasitol 巻: 83 ページ: 1-92
  • DOI: 10.1128/JCM.01327-13
  • 査読あり
• [雑誌論文] The V protein of canine distemper virus is required for virus replication in human epithelial cells (2013)
  • 著者名/発表者名: Otsuki N, Nakatsu Y, Kubota T, Sekizuka T, Seki F, Sakai K, Kuroda M, Yamaguchi R, Takeda M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e82343
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0082343
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic variation of human papillomavirus type 16 in individual clinical specimens revealed by deep sequencing (2013)
  • 著者名/発表者名: Kukimoto I, Maehama T, Sekizuka T, Ogasawara Y, Kondo K, Kusumoto-Matsuo R, Mori S, Ishii Y, Takeuchi T, Yamaji T, Takeuchi F, Hanada K, Kuroda M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e80583
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0080583
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of encystation in Entamoeba invadens (2013)
  • 著者名/発表者名: De Cadiz AE, Jeelani G, Nakada-Tsukui K, Caler E, Nozaki T
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e74840
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0074840
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic analysis of attachment glycoprotein (G) gene in new genotype ON1 of human respiratory syncytial virus detected in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Tsukagoshi H, Yokoi H, Kobayashi M, Kushibuchi I, Okamoto-Nakagawa R, Yoshida A, Morita Y, Noda M, Yamamoto N, Sugai K, Oishi K, Kozawa K, Kuroda M, Shirabe K, Kimura H
  • 雑誌名: Microbiol Immunol 巻: 57 ページ: 655-659
  • DOI: 10.1111/1348-0421.12075
  • 査読あり
• [雑誌論文] Differential potential for envelope glycoprotein-mediated steric shielding of host cell surface proteins among filoviruses (2013)
  • 著者名/発表者名: Noyori O, Matsuno K, Kajihara M, Nakayama E, Igarashi M, Kuroda M, Isoda N, Yoshida R, Takada A
  • 雑誌名: Virology 巻: 446 ページ: 152-161
  • DOI: 10.1016/j.virol.2013.07.029
  • 査読あり
• [雑誌論文] raft Genome Sequence of Helicobacter fennelliae Strain MRY12-0050, Isolated from a Bacteremia Patient (2013)
  • 著者名/発表者名: Rimbara E, Matsui M, Mori S, Suzuki S, Suzuki M, Kim H, Sekizuka T, Kuroda M, Shibayama K
  • 雑誌名: Genome Announc 巻: 1 ページ: 131
  • DOI: 10.1186/1471-2148-13-131
  • 査読あり
• [雑誌論文] Epidemic myalgia associated with human parechovirus type 3 infection among adults occurs during an outbreak among children: findings from Yamagata, Japan,in 2011 (2013)
  • 著者名/発表者名: Mizuta K, Yamakawa T, Nagasawa H, Itagaki T, Katsushima F, Katsushima Y, Shimizu Y, Ito S, Aoki Y, Ikeda T, Abiko C, Kuroda M, Noda M, Kimura H, Ahiko T
  • 雑誌名: J Clin Virol 巻: 58 ページ: 188-193
  • DOI: 10.1016/j.jcv.2013.05.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular evolution of attachment glycoprotein (G) gene in human respiratory syncytial virus detected in Japan (2013)
  • 著者名/発表者名: Kushibuchi I, Kobayashi M, Kusaka T, Tsukagoshi H, Ryo A, Yoshida A, Ishii H, Saraya T, Kurai D, Yamamoto N, Kanou K, Saitoh M, Noda M, Kuroda M, Morita Y, Kozawa K, Oishi K, Tashiro M, Kimura H
  • 雑誌名: Infect Genet Evol 巻: 18 ページ: 168-173
  • DOI: 10.1016/j.meegid.2013.05.010
  • 査読あり
• [備考] マトリョーシカ型進化原理
  • URL: http://www.matryoshka-evolution.jp/