ミトコンドリアtRNA遺伝子突然変異導入マウスの病態解析と遺伝子治療

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14035101
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 林 純一 筑波大学, 生物科学系, 教授 (60142113)
• 研究分担者: 太田 茂男 日本医科大学, 老人病研究所, 教授 (00125832)
• キーワード: ミトコンドリア遺伝子病 / マウス突然変異型mtDMA / 病態モデルマウス(ミトマウス) / ミトコンリア間相互作用 / 臨床症状の多様性 / クローンマウス / 核移植による遺伝子治療 / 核ミトコンドリア相互作用

研究概要

(研究成果:1)MitoMouseの再作製
MitoMouseを作製する際、培養細胞に存在する突然変異型mtDNAを導入したが、突然変異型mtDNAが大量に蓄積しないと臨床症状が発症しなかったことから、ミトコンドリア間相互作用の存在が示唆されていた。今年度はこの問題に明確な結論を得るため、再度MitoMouseを作製した。その際、受精卵は種の異なるマウス(Mus spretus)のmtDNAを持つB6mtspr系統を用いた。その結果、突然変異型mtDNAを蓄積したMitoMouseでもやはり臨床症状を発症しなかったことから、生きているマウスの組織でもミトコンドリア間相互作用が存在することが立証された。この研究成果は現在投稿中である。
(研究成果:2)極体を用いた遺伝子診断
極体と受精卵の突然変異型mtDNAを定量したところ、両者に大きな差がないことが判明した。この事実は極体を用いてミトコンドリア病の遺伝子診断が可能であることを示しており、現在論文準備中である。
(研究成果:3)培養ヒト細胞の呼吸欠損発症におけるミトコンドリアと核の相互作用の立証
mtDNA上の3291位における変異はtRNALeu(UUR)遺伝子内の点変異であり,ミトコンドリア遺伝子疾患の原因変異の1つである。この3291変異株(サイブリド株)では変異tRNA存在量が低下していた。ところが培養を続けている内に3291変異を持ちながら上記のサブユニット存在量と酸素消費能力が回復してきた。この細胞の核をもとに戻すことにより活性が再度低下することが認められたことから、核遺伝子の関与が示唆された。

研究成果

• [文献書誌] Jun-Ichi Hayashi: "In reply to inter-mitochondrial complementation of mtDNA mutations"Nature Genetics. 30. 361 (2002)
• [文献書誌] Kimiko Inoue: "Production of mitochondrial DNA transgenic mice using zygotes"Methods. 26. 358-363 (2002)
• [文献書誌] Noriko Enomoto: "Hypoxic induction of hypoxia-inducible factor-1a and oxygen-regulated gene exression in mitochondrial DNA-depleted HeLa cells"Biochem.Biophys.Res.commun.297:346-352. 297. 346-352 (2002)
• [文献書誌] Yoshinori Takahashi: "Mammalian copper chaperone Cox17p has an essential role in activation of cytochrome c oxidase and embryonic development"Mol.Cell.Biol. 22. 7614-7621 (2002)
• [文献書誌] Kazuto Nakada: "A novel defence system of mitochondria in mice and human subjects for preventing expression of mitochondrial dysfunction by pathogenic mutant mtDNAs"Mitochondrion. 2. 59-70 (2002)
• [文献書誌] Sadamitsu Asoh: "Protection against ischemic brain injury by protein therapeutics"Proc.Nat Acad.Sci.USA.. 99. 17107-17112 (2002)
• [文献書誌] 林 純一: "ミトコンドリア・ミステリー"講談社ブルーバックス. 297 (2002)