| 研究課題/領域番号 |
19K07703
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| 研究機関 | 国立研究開発法人国立がん研究センター |
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研究代表者 |
碇 直樹 国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, 研究員 (30649471)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | Mieap / 液滴 / ミトコンドリア / カルジオリピン |
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| 研究実績の概要 |
令和元年度までに、Mieap発現時に形成される液胞様構造物が液滴であることを発見した。具体的には、抗体不透過性のため免疫染色で液胞様に描出される構造物に蛍光タグ付Mieapが充実し存在しており、膜の標識プローブで膜は検出されなかった。さらに、Mieap蛋白の配列のin silico解析（天然変性領域、荷電、親水/疎水領域、orthologとの比較）を行い、fluorescence recovery after photobleaching（光褪色後蛍光回復）法によるMieap液滴の液滴としての性質の特徴づけも行った。
令和2年度には、蛍光タグで可視化したMieapが液滴内で、両親媒性・C末端側のカルジオリピンとの親和性、N末端側のカルジオリピン代謝酵素群との親和性といった分子特性を示しながら、カルジオリピンとその代謝酵素群を相分離することを発見した。さらに、Mieapとカルジオリピンとの結合性をfat blot assayで確認した。さらに、液滴で可視化されたMieapの分子特性は、Mieapの生理的機能にもあらわれることを、Mieapノックダウン細胞・ノックアウトマウスのLipidomics解析、Flux analyzerを用いた代謝解析、電子顕微鏡を用いたミトコンドリアのクリステ構造の解析、Mieapノックアウトマウスの身体計測で検証し、矛盾しない結果を得た。以上を取り纏め、まずpreprintとして報告し、現在論文投稿を進めている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究開始時においては、予定どおりMieap発現時に形成される液胞様構造物の由来・鉄との関連について、オルガネラの膜融合に着目し、膜を前提とした輸送機構の検討から着手した。しかし、Mieapと鉄の輸送機構との関連を検討する過程で、Mieap発現時に形成される液胞様構造物が、膜を伴わない液滴であることを発見した。このことは、当初予期していないことであった。しかし、Mieapの液滴の解析を進めると、Mieapの両親媒性・C末端側のカルジオリピン親和性、N末端側のカルジオリピン代謝酵素群との親和性、といった分子特性が見いだされ、Mieapの過剰発現・生理的発現ともにミトコンドリアのカルジオリピンを維持・増加させ、ミトコンドリアの機能を維持させることが見いだされた。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度までに、Mieapの液滴の解析からMieapの分子特性（両親媒性・C末端側のカルジオリピン親和性、N末端側のカルジオリピン代謝酵素群との親和性）を見いだし、Mieapは生理的にもカルジオリピンの維持・増加を介したミトコンドリア品質管理を行うことを見いだした。内因性アポトーシス経路はミトコンドリアに依存し、ヘム蛋白を含むアポトーシス関連分子の安定性はカルジオリピンに依存するため、今後、カルジオリピンを介したミトコンドリア品質管理の観点から解析を進め、Mieapと鉄・細胞死との関連を検討することで、引き続き当初の本研究課題の目的である、将来のp53-Mieap経路を標的とした治療応用のためのシーズを導出へ向けて、研究を推進する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Mieap発現時に形成される液胞様構造物が膜のない液滴であることが判ったことを受け、当初予定していた、膜輸送関連蛋白のプロテオミクス解析・膜融合過程の解析実験を行わず、液滴にみられるMieapの分子特性の解析、内在性Mieapの機能の検証を行ったため、未使用額が生じた。そこで明らかとなったMieapのカルジオリピンを介したミトコンドリアの品質管理の観点から、引き続きMieapと鉄・細胞死の関連についての解析を次年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てる。
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