ミトコンドリアの進化の多様性

2015 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, その他部局等, その他 (60198588)
• 研究分担者: 石川 香 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 助教 (40734827) ; 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): 2011-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: オルガネラ / 内部共生 / 進化 / 寄生 / ミトコンドリア

研究実績の概要

赤痢アメーバの嫌気的ミトコンドリアMRO（マイトソーム）の新規膜タンパク質を4種類同定し、その局在・物性・生理機能等を解明した。マイトソームのPAPS輸送体を同定し、生理機能を証明した。マイトソームの分裂において2種類のDRPが赤痢アメーバの分裂に関与することを明らかにした。
3種の嫌気性原生生物フォルニカータの比較トランスクリプトーム、ゲノム解析から、MROの嫌気的エネルギー産生経路の進化において、関連酵素の獲得や別の酵素への転換に遺伝子水平転移が大きく貢献していることを明らかとした。非モデル真核微生物のミトコンドリアゲノム解析を進め、クリプティスタ生物群の原始系統、クロララクニオン藻などに関するデータからミトコンドリアゲノムの多様性に関する新知見を得た。
環形動物と魚類を交互寄生する粘液胞子虫のゲノムの極度に縮退したゲノムを解析した。胞子ステージから栄養体ステージへの推移に関与する遺伝子を動物腸管内のトランスクリプトーム解析にて特定し、ゲノム縮退と従属的な生活環の関連性を解明した。
ミトコンドリア(mt)DNA変異病原性理解のため、mtDNAに病原性突然変異を有し、かつ核DNAにコードされたミトコンドリア分裂因子Drp1を組織特異的に欠損したマウスを用い、病態がより重篤化する傾向を認めた。核コード遺伝子がmtDNAの病原性突然変異による病態発症の抑制に密接に関わっており、核‐ミトコンドリア間クロストークが生体の機能に影響を与えていることを示した。mtDNA tRNA Lys遺伝子点突然変異保有マウスにおいて加齢によって軽度の筋委縮や腎不全等の発症を発見した。独立してヒトミトコンドリア病患者と相同部位に突然変異を有するマウス培養細胞株を見出し、当該変異の濃縮に成功した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Dalhousie University(Canada)
  • 国名: カナダ
  • 外国機関名: Dalhousie University
• [雑誌論文] Screening and discovery of lineage-specific mitosomal membrane proteins in Entamoeba histolytica. (2016)
  • 著者名/発表者名: Santos, H. J., Imai, K., Hanadate, Y., Fukasawa, Y., Oda, T., Mi-ichi, F., and Nozaki, T.
  • 雑誌名: Mol. Biochem. Parasitol 巻: ? ページ: ?
  • DOI: 10.1016/j.molbiopara.2016.01.001
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Entamoeba thiol-based redox metabolism: a potential target for drug development. (2016)
  • 著者名/発表者名: Jeelani, G. and Nozaki, T.
  • 雑誌名: Mol. Biochem. Parasitol. 巻: ? ページ: ?
  • DOI: 10.1016/j.molbiopara.2016.01.004
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Roles of acetyl-CoA synthetase (ADP-forming) and acetate kinase (PPi-forming) in ATP and PPi supply in Entamoeba histolytica. (2016)
  • 著者名/発表者名: Pineda, E., Vázquez, C., Encalada, R., Nozaki, T., Sato, E., Hanadate, Y., Néquiz, M, Olivos-García, A., Moreno-Sánchez, R., Saavedra, E.
  • 雑誌名: Biochim. Biophys. Acta 巻: 1860 ページ: 1163-1172
  • DOI: 10.1016/j.bbagen.2016.02.010
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Endoplasmic reticulum-resident Rab8A GTPase is involved in phagocytosis in the protozoan parasite Entamoeba histolytica. (2016)
  • 著者名/発表者名: Hanadate, Y., Saito-Nakano, Y., Nakada-Tsukui, K., and Nozaki, T.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 巻: ? ページ: ?
  • DOI: 10.1111/cmi.12570
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparative genomics of mitochondria in chlorarachniophyte algae: endosymbiotic gene transfer and organellar genome dynamics. (2016)
  • 著者名/発表者名: Tanifuji G, Archibald JM, Hashimoto T.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 6 ページ: 21016
  • DOI: 10.1038/srep21016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phenotypic and transcriptional profiling in Entamoeba histolytica reveal costs to fitness and adaptive responses associated with metronidazole resistance. (2015)
  • 著者名/発表者名: Penuliar, G. M., Nakada-Tsukui, K., and Nozaki, T.
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 6 ページ: 354
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00354
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atg8 is involved in endosomal and phagosomal acidification in the parasitic protist Entamoeba histolytica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Picazarri, K., Nakada-Tsukui, K., Tsuboi, K., Miyamoto, E., Watanabe, N., Kawakami, E., and Nozaki, T.
  • 雑誌名: Cell Microbiol 巻: 17 ページ: 1510-1522
  • DOI: 10.1111/cmi.12453
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The mitochondrial genomes of a myxozoan genus Kudoa are extremely divergent in Metazoa. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, F., Sekizuka, T., Ogasawara, Y., Yokoyama, H., Kamikawa, R., Inagaki, Y., Nozaki, T., Sugita-Konishi, T., Ohnishi, T, and Kuroda, M.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 10 ページ: e0132030
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0132030
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Development of nucleotide sequence typing for Kudoa septempunctata, a flounder parasite causing foodborne disease. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeuchi, F., Ogasawara, Y., Kato, K., Sekizuka, T., Nozaki, T., Sugita-Konishi, Y., Ohnishi, T., and Kuroda, M.
  • 雑誌名: J Fish Dis 巻: 39 ページ: 667-72
  • DOI: doi:10.1111/jfd.12395. 2015
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of natural inhibitors of Entamoeba histolytica cysteine synthase from microbial secondary metabolites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mori, M., Jeelani, G., Masuda, Y., Sakai, K., Nakada-Tsukui, K., Waluyo, D., Tarwadi, Watanabe, Y., Nonaka, K., Matsumoto, A., Omura, S., Nozaki, T., and Shiomi, K.
  • 雑誌名: Front Microbiol 巻: 6 ページ: 962
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00962
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Discovery of PPi-type phosphoenolpyruvate carboxykinase genes in eukaryotes and bacteria. (2015)
  • 著者名/発表者名: Chiba, Y., Kamikawa, R., Nakada-Tsukui, K, Saito-Nakano, Y., and Nozaki, T.
  • 雑誌名: J Biol Chem 巻: 290 ページ: 23960-23970
  • DOI: 10.1074/jbc.M115.672907
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Evidence that Entamoeba histolytica mitochondrial carrier family links mitosomal and cytosolic pathways through exchange of PAPS and ATP. (2015)
  • 著者名/発表者名: Mi-ichi, F., Nozawa, A., Yoshida, H., Tozawa, Y., Nozaki, T.
  • 雑誌名: Eukaryot Cell 巻: 14 ページ: 1144-1150
  • DOI: 10.1128/EC.00130-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Metabolic Capacity of Mitochondrion-related Organelles in the Free-living Anaerobic Stramenopile Cantina marsupialis. (2015)
  • 著者名/発表者名: Noguchi F, Shimamura S, Nakayama T, Yazaki E, Yabuki A, Hashimoto T, Inagaki Y, Fujikura K, Takishita K.
  • 雑誌名: Protist 巻: 166 ページ: 534-550
  • DOI: 10.1016/j.protis.2015.08.002
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phylogeny and evolution of apicoplasts and apicomplexan parasites. (2015)
  • 著者名/発表者名: Arisue N, Hashimoto T.
  • 雑誌名: Parasitol Int 巻: 64 ページ: 254-259
  • DOI: 10.1016/j.parint.2014.10.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] G7731A mutation in mouse mitochondrial tRNALys regulates late-onset disorders in transmitochondrial mice. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu A, Mito T, Hashizume O, Yonekawa H, Ishikawa K, Nakada K, Hayashi J.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 459 ページ: 66-70
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.02.070
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Mouse somatic mutation orthologous to MELAS A3302G mutation in the mitochondrial tRNA(Leu(UUR)) gene confers respiration defects. (2015)
  • 著者名/発表者名: Shimizu A, Enoki S, Ishikawa K, Mito T, Obata K, Nagashima R, Yonekawa H, Nakada K, Hayashi J.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: 467 ページ: 1097-102
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.09.072
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Epigenetic regulation of the nuclear-coded GCAT and SHMT2 genes confers human age-associated mitochondrial respiration defects. (2015)
  • 著者名/発表者名: Hashizume O, Ohnishi S, Mito T, Shimizu A, Ishikawa K, Nakada K, Soda M, Mano H, Togayachi S, Miyoshi H, Okita K, Hayashi J.
  • 雑誌名: Sci Rep 巻: 5 ページ: 10434
  • DOI: 10.1038/srep10434
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] Metabolism, pathogenesis, and unique organelles in the enteric protozoon Entamoeba histolytica. (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, T.
  • 学会等名: The 44th Annual Convention and Scientific Meeting of the Philippine Society for Microbiology.
  • 発表場所: Pasay City, The Philippines.
  • 年月日: 2015-07-16
  • 国際学会 / 招待講演