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2017 年度 実績報告書

線虫をモデルとした変異型ミトコンドリアゲノムの分配・蓄積機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K19029
研究機関自治医科大学

研究代表者

笠嶋 克巳  自治医科大学, 医学部, 講師 (80382844)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードミトコンドリアDNA / 線虫 / 欠失型ミトコンドリアDNA / TFAM
研究実績の概要

欠失型mtDNAと野生型mtDNAをヘテロプラスミックに保持する線虫株LB138を用い、個体において欠失型mtDNAの蓄積に関わる因子を調べた。LB138株において、線虫のTFAMホモログであるHMG-5やその他関連因子のノックダウンをL1幼虫期から行い、当世代における欠失型mtDNA含有率への影響を調べた。その結果、HMG-5のノックダウンで欠失型mtDNAの含有量が有意に減少することがわかった。したがってHMG-5は個体において変異型mtDNAの蓄積に影響を与えることが明らかになった。この結果は、最近Nature誌に報告された、有害型mtDNAを安定に保持するためにはミトコンドリアストレス応答系の活性化、並びにミトコンドリア生合成系の因子が必要であるという結果と一致していた。複製阻害剤でmtDNAのコピー数を減少させても欠失型mtDNA含有率に大きな差は見られないことから、詳細な分子メカニズムは不明であるが、HMG-5による欠失型mtDNAの安定な保持には、mtDNA安定化によるmtDNAコピー数維持とは異なる維持機構が関わることが示唆された。
一方でmtDNAヌクレオイドの構成維持やミトコンドリアの形態維持に関わるProhibitin 1 (PHB1)をLB138株でノックダウンしたところ、欠失型mtDNAの含有量に有意な差は見られなかった。PHB1はミトコンドリアオートファジー(ミトファジー)のレセプターであるPHB2の安定化因子であることから、ミトファジーにも重要である。実際にPHB1のノックダウン個体ではミトファジーの阻害時に見られるmtDNAコピー数の上昇が見られている。したがって、PHB1を介したミトファジーの阻害が欠失型mtDNAの蓄積へ与える影響は小さいと考えられた。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of Bombyx mori mitochondrial transcription factor A, a conserved regulator of mitochondrial DNA.2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sumitani, M. Kondo, Katsumi Kasashima et al.
    • 雑誌名

      Gene

      巻: 608 ページ: 103-113

    • DOI

      10.1016/j.gene.2016.12.021.

    • 査読あり
  • [学会発表] 保存されたTFAMのdimer化とその様式および細胞内の役割について2017

    • 著者名/発表者名
      笠嶋克巳、炭谷めぐみ、遠藤仁司
    • 学会等名
      第40回日本分子生物学会年会

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公開日: 2018-12-17  

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