| 研究課題/領域番号 |
19K16033
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| 研究機関 | 公益財団法人東京都医学総合研究所 |
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研究代表者 |
山口 碧 公益財団法人東京都医学総合研究所, 基盤技術研究センター, 基盤技術研究職員 (20593643)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ミトコンドリア DNA / ミトコンドリア DNA量 / マウス |
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| 研究実績の概要 |
mtDNAは呼吸鎖酵素複合体の13種類の構造タンパク質をコードしており、多コピーゲノムという存在様式の特性上、mtDNAの量はミトコンドリアの健全性を支える重要なファクターとの位置付けから多くの研究で解析対象とされている。これまで我々はmtDNAの複製および分解に関わる種々の因子の活性変化を誘導する遺伝的、環境的条件によりmtDNA量の変動性を明らかにしてきた。このような特別な条件以外にも生体の生理現象・行動は概日リズムの支配を受けることからmtDNA量についても細胞のエネルギー要求性の日周期的な変化の影響を受けている可能性がある。本研究ではマウスの多様な組織においてmtDNA量の概日リズムの存在および分子時計による制御とその生理学的な意義を個体レベルで明らかにすることで時間生物学的なミトコンドリアの機能維持機構について解析することを目的とした。
本年度はまず、一定の時間間隔でマウス組織を採取し、そこから調整したDNA試料を元に核DNAに対するmtDNA量の日内変動をリアルタイムPCR法によって相対的に定量解析した。その結果、マウスの特定組織のmtDNA量が時間依存的に変動していることを明らかにした。また、mtDNAの複製に関与する遺伝子 （Ppargc1a、Nrf1、Tfam等） の発現量についてはリアルタイムRT-PCR法を用いて解析し、一部の組織で発現量に日内変動が示された。mtDNA複製因子の発現量の変動パターンはmtDNA量の日内変動とは相関を示さなかったが、mtDNA量の日内変動については、複製および分解のバランスにより規定された “みかけのmtDNA量” のみを観察していることが示唆されたため、引き続き、mtDNAの複製および分解の日周期的な変化や、これらを制御する可能性のある時計遺伝子の影響について解析を実施する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
初年度はマウスの多様な組織におけるmtDNA量およびmtDNA複製因子の発現量の日内変動の存在について解析を実施した。みかけのmtDNA量の分子時計による制御とその生理学的意義を個体レベルで明らかにするために、mtDNAの複製因子の過剰発現を目的としたトランスジェニック （Tg） マウスおよび時計遺伝子のノックアウト （KO） マウスの作製を2019年度の研究実施計画から次年度以降に変更したため、申請時の予定よりやや進捗は遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
mtDNA量の分子時計による制御メカニズムについて、関連する遺伝子改変マウスの作製を行う。また、これらのマウスや既に樹立されている遺伝子改変マウス等により細胞、組織、生体における様々な解析を行ない、その生理的意義について明らかにする。また作製したTg・KOマウスは系統保存の目的で凍結胚・精子として適宜保存する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
Tg・KOマウス作製の研究実施計画を変更したことにより、研究の進捗がやや遅れているため。次年度使用額と翌年度分として請求した助成金を合わせて使用し、2020年度に研究実施計画に基づき研究を実施する。
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