真正粘菌の老化と短命死に関わるミトコンドリアゲノム損傷の分子細胞形態学的研究

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440242
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河野 重行 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究所, 教授 (70161338)
• 研究分担者: 高野 博嘉 熊本大学, 理学部, 講師 (70242104)
• キーワード: 真正粘菌 / 変形体 / 寿命 / 短命死 / ミトコンドリア / ゲノム損傷 / 一本鎖切断 / 機能不全

研究概要

本研究課題は以下の4つの研究実施計画からなるが、培養条件の検討によって寿命を短縮できたとしても、老化が進行し死滅直前になった変形体を実験用に一挙に揃えるのは難しい。そこで、初年度においても4つの研究実施計画を同時進行させた。
I)変形体寿命株の確立:(i)多数の変形体株を作出し、各変形体株に固有の寿命を決定した。(ii)寿命を4つのカテゴリー(超短命、短命、通常、長寿)に分類し、4種の寿命の株を確立した。(iii)適当な生理条件下で寿命を短縮する培養条件を検討し、実験期間の短縮化を試みている。
II)老化進行とミトコンドリアゲノム損傷:真正粘菌のmtDNAは生体内で部位特異的な一本鎖切断を受けているが、こうしたミトコンドリアゲノム損傷と変形体の老化との関係を、サザンハイブリダイゼーション法とプライマーエクステンション法を用いて塩基配列レベルで詳細に検討した。
III)ゲノム損傷とミトコンドリア形態・機能不全の検出:変形体の老化進行にともなう、ミトコンドリアの形態異常の有無や頻度、ミトコンドリアの機能不全との関係などを調べる目的で、変形体の酸素消費量を測定し、ミトコンドリアゲノム損傷とミトコンドリア機能不全手の関係を調べた。
IV)ゲノム損傷誘導によるミトコンドリアの形態・機能不全と短命死:mFプラスミドの導入により、ミトコンドリアゲノムの高頻度組換えを誘発できる。mFプラスミドを導入したアメーバ株を交配することで、超短命(通常ほぼ1年の寿命が30〜60日程度になってしまう)な変形体株を単離した。これらの株を用いて、高頻度組換えあるいは一本鎖切断によるミトコンドリアゲノム損傷部位の特定と超短命死の関係を調べている。

研究成果

• [文献書誌] Matsunaga,S.: "Semi-automatic laser beam microdissection of the Y chromosome and analysis of Y chromosome DNA in a dioecious plant,Silene latifolia"Plant Cell Physiol.. 40. 60-68 (1999)
• [文献書誌] Kuriyama,H.: "Characterization of Chlamydomonas reinhardtii zygote-specific cDNAs that encode novel proteins containing ankyrin rpeats and WW domains"Plant Physiol.. 119. 873-884 (1999)
• [文献書誌] Miyazawa,Y.: "Auxin and cytokinin have opposite effects on amyloplast development and the expression of starch synthesis genes in cultured Bright Yellow-2 tobacco cells"Plant Physiol.. 121. 461-470 (1999)
• [文献書誌] Matsunaga,S.: "Single pollen typing combined with laser-mediated manipulation"Plant J.. 20. 1-8 (1999)
• [文献書誌] Higashiyama,T.: "Explosive discharge of pollen tube contents in Torenia fournieri"Plant Physiol.. 122. 11-13 (2000)
• [文献書誌] Abe,T.: "In vitro DNA fragmentation of mitochondrial DNA caused by single-stranded breakage related to macroplasmodial senescence of the true slime mold,Physarum polycephalum"Curr.Genet.. (in press). (2000)
• [文献書誌] 河野重行: "ミトコンドリアの謎"講談社現代新書. 254 (1999)