核とミトコンドリア複製の連携機構に関する研究

2009 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21370076
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 東谷 篤志 東北大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40212162)
• キーワード: ミトコンドリア / チェックポイント / ATM / ATR / 蛋白質相互作用 / レトログレードシグナル / DNA複製 / DNA損傷 / 酸化ストレス

研究概要

細胞周期のチェックポイント機構に関わるATMならびにATRのヒト培養細胞における細胞内局在性について、それぞれの複数の抗体を用いて解析を行った。その結果、いずれも核ならびに細胞質の画分に検出されるとともに、ATRはミトコンドリア画分においても見出された。さらに、現在、ヒトATRのGFP融合体を作成し、培養細胞に形質導入することでGFPシグナルを用いた生細胞内における局在性の解析を行っている。
また、ヒトATRと相互作用する因子を調べる目的で、免疫沈澱法により共沈する蛋白質について、質量分析装置を用いた解析を展開している。なかでも、ミトコンドリア特異的な転写因子(TFAM)、DNA合成酵素(POLG)、DNA helicase(TWINKLE)、1本鎖DNA結合タンパク質(SSBP1)の抗体を用いて、共沈画分に含まれるか否か現在解析中である。
ミトコンドリア障害時における細胞内シグナル伝達応答に関して調べる目的で、線虫を用いてミトコンドリア呼吸鎖複合体の阻害剤を用いて処理し、発現変動する遺伝子についてリアルタイムPCRにより定量解析を行った。その結果、HIF-1依存的な低酸素応答に関わる遺伝子が発現誘導されること、また、その誘導にはMAPKのシグナル伝達系が関与していることを明らかにした。この実験系を進めることで、ミトコンドリア障害時のレトログレードシグナル伝達系の分子機構について更なる解析を次年度以降に進める。
また、放射線照射による酸化ストレスならびにDNA損傷の応答について、線虫ならびにヒト培養細胞を用いた解析を行い、複数の論文発表を行った。次年度は、これらとミトコンドリア障害時との比較解析を実施する予定である。

研究成果

• [雑誌論文] Radiation biology of Caenorhabditis elegans : germ cell response, aging and behavior. (2010)
  • 著者名/発表者名: Sakashita T, Takanami T, Yanase S, Hamada N, Suzuki M, Kimura T, Kobayashi Y, Ishii N, Higashitani A.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 51 ページ: 107-121
  • 査読あり
• [雑誌論文] Caenorhabditis elegans p97 controls germline-specific sex determination by controlling the TRA-1 level in a CUL-2-dependent manner. (2009)
  • 著者名/発表者名: Sasagawa Y, Otani M, Higashitani N, Higashitani A, Sato K, Ogura T, Yamanaka K.
  • 雑誌名: Journal of Cell Science 122 ページ: 3663-3672
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization of X-ray cross complementing gene 1 protein in the nuclear matrix is controlled by casein kinase II-dependent phosphorylation in response to oxidative damage. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubota Y, Takanami T, Higashitani A, Horiuchi S
  • 雑誌名: DNA Repair 8 ページ: 953-960
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of ionizing radiation on locomotory behavior and mechanosensation in Caenorhabditis elegans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Suzuki M, Sakashita T, Yanase S, Kikuchi M, Ohba H, Higashitani A, Hamada N, Funayama T, Fukamoto K, Tsuji T, Kobayashi Y.
  • 雑誌名: Journal of Radiation Research 50 ページ: 119-125
  • 査読あり
• [学会発表] Hypoxia response induced by inhibition of mitochondrial DNA replication and transcription in C.elegans. (2009)
  • 著者名/発表者名: Mayuko Chishiki, Satoshi Nishina, Takako Takanami, Tomoko Sugimoto, Atsushi Higashitani
  • 学会等名: 第32回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20091209-20091212