トリパノソーマクルージの細胞内寄生期におけるATP代謝の可視化による単一細胞解析

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19K07523
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 稲岡 健ダニエル 長崎大学, 熱帯医学研究所, 准教授 (10623803)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: ATPバイオセンサー / FRET / 代謝 / トリパノソーマ原虫 / ATeam / MaLion

研究実績の概要

Trypanosoma cruziはシャーガス病を引起す寄生原虫で、その生活環において、媒介昆虫内（EPI）、血流中（TRP）、細胞内（AMA）の3つのステージに大きく分けられる。臨床的に重要なのはAMAであるが、大量培養系が確立されておらず解析が困難である事から、特に研究が進んでおらず、AMAで用いられる炭素源やエネルギー代謝における各細胞小器官の役割など、基礎的な情報すら未だ不明である。本研究の最終目的は、寄生現象を支えるエネルギー代謝の生理的役割を解明することである。
私たちは、「ATP合成の単一細胞解析を行うためのツール開発」を行い、ATPのバイオセンサーとして開発されたATeamをミトコンドリア、グリコソーム、細胞質それぞれに発現させた各種組換原虫作製を試みた。まず、過剰発現用プラスミドを作製し、培養が容易なEPIを用いて形質転換を行い、組換原虫を得た。
また、FRETシグナルからATPを定量するために、精製された組換えATeamが必要であり、こちらの精製条件を確立した。精製した各種ATeamを用いて、ATP濃度依存的にFRETシグナルの上昇が確認出来た。
グリコソーム内にATeamを発現させた原虫株は獲得し、グリコソーム局在用シグナル（複数のpunctuateパターン）を得た。一方、細胞質とミトコンドリア内にATeamを発現させた株は、毒性が見られたため得られなかった。
現在、新たに開発されたATPバイオセンサー（MaLion）を用いて、同様に組換え原虫の作成を行っている。

研究成果

• [国際共同研究] University of Sussex(英国)
  • 国名: 英国
  • 外国機関名: University of Sussex
• [国際共同研究] Slovak Academy of Sciences(スロバキア)
  • 国名: スロバキア
  • 外国機関名: Slovak Academy of Sciences
• [国際共同研究] BPPT(インドネシア)
  • 国名: インドネシア
  • 外国機関名: BPPT
• [国際共同研究] University of Kinshasa(コンゴ共和国)
  • 国名: コンゴ共和国
  • 外国機関名: University of Kinshasa
• [雑誌論文] Mitochondria as a Potential Target for the Development of Prophylactic and Therapeutic Drugs against Schistosoma mansoni Infection (2021)
  • 著者名/発表者名: Talaam Keith Kiplangat、Inaoka Daniel Ken、Hatta Takeshi、Tsubokawa Daigo、Tsuji Naotoshi、Wada Minoru、Saimoto Hiroyuki、Kita Kiyoshi、Hamano Shinjiro
  • 雑誌名: Antimicrobial Agents and Chemotherapy 巻: 65 ページ: -
  • DOI: 10.1128/AAC.00418-21
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Biochemical Studies of Mitochondrial Malate: Quinone Oxidoreductase from Toxoplasma gondii (2021)
  • 著者名/発表者名: Acharjee Rajib、Talaam Keith、Hartuti Endah、Matsuo Yuichi、Sakura Takaya、Gloria Bundutidi、Hidano Shinya、Kido Yasutoshi、Mori Mihoko、Shiomi Kazuro、Sekijima Masakazu、Nozaki Tomoyoshi、Umeda Kousuke、Nishikawa Yoshifumi、Hamano Shinjiro、Kita Kiyoshi、Inaoka Daniel
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 7830～7830
  • DOI: 10.3390/ijms22157830
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Identification of 3,4-Dihydro-2H,6H-pyrimido[1,2-c][1,3]benzothiazin-6-imine Derivatives as Novel Selective Inhibitors of Plasmodium falciparum Dihydroorotate Dehydrogenase (2021)
  • 著者名/発表者名: Hartuti Endah Dwi、Sakura Takaya、Tagod Mohammed S. O.、Yoshida Eri、Wang Xinying、Mochizuki Kota、Acharjee Rajib、Matsuo Yuichi、Tokumasu Fuyuki、Mori Mihoko、Waluyo Danang、Shiomi Kazuro、Nozaki Tomoyoshi、Hamano Shinjiro、Shiba Tomoo、Kita Kiyoshi、Inaoka Daniel Ken
  • 雑誌名: International Journal of Molecular Sciences 巻: 22 ページ: 7236～7236
  • DOI: 10.3390/ijms22137236
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Weak O2 binding and strong H2O2 binding at the non-heme diiron center of trypanosome alternative oxidase (2021)
  • 著者名/発表者名: Yamasaki Sotaro、Shoji Mitsuo、Kayanuma Megumi、Sladek Vladimir、Inaoka Daniel Ken、Matsuo Yuichi、Shiba Tomoo、Young Luke、Moore Anthony L.、Kita Kiyoshi、Shigeta Yasuteru
  • 雑誌名: Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Bioenergetics 巻: 1862 ページ: 148356～148356
  • DOI: 10.1016/j.bbabio.2020.148356
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [備考] 分子感染ダイナミックス解析分野の研究内容
  • URL: http://www.tm.nagasaki-u.ac.jp/molecdyna/research.html