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2023 年度 実施状況報告書

オルガネラ粒子マルチパラメーター計測で展開する細胞内オルガネラ遷移

研究課題

研究課題/領域番号 22K06217
研究機関東京大学

研究代表者

本田 郁子 (小山郁子)  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 准教授 (10447948)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードオルガネラ / エンドサイトーシス / エンドソーム / 粒子解析 / 多変量解析
研究実績の概要

エンドソームは多様に遷移するオルガネラであり、その詳細分類や遷移過程については多くの報告があるが、未だ統一の見解がない。細胞内に取り込まれた積み荷の、エンドソームを介した多経路への仕分け機構についても、特に哺乳類細胞においては未解決である。その理由は、典型的なオルガネラ研究手法に限界があり、エンドソームの多様なコンパートメントを抽出したり、全貌を定量的に解析したりすることが困難であるからと考えられる。エンドソーム分類および多経路の全貌を明らかにする突破口を築くためには、新たなオルガネラ研究手法を導入が求められる。そこで、開発中のオルガネラ粒子マルチパラメーター解析法を応用し、多種のエンドソームマーカーを一度に用いてエンドソーム関連オルガネラ群を定量的に解析することを、本研究の目的としている。今年度は、昨年度に準備をしたマルチパラメーターエンドサイトーシス関連オルガネラの測定の材料や条件検討を基に、エンドサイトーシス後の積み荷因子の遷移の可視化を行った。エンドソーム多色標識細胞を用い、蛍光標識した積み荷因子の上皮成長因子やトランスフェリンをエンドサイトーシスで細胞内にとりこませ、時間経過毎の細胞破砕液からエンドソーム1粒子情報を取得した。得られた多色1粒子情報を、UMAP法を用いた次元圧縮によって2次元プロファイルに展開し、積み荷の遷移過程の全容を可視化した。その結果、初期エンドソームからリサイクル経路と後期エンドソーム成熟経路それぞれにおけるサブクラスターの存在を推定することができた。これらの結果をとりまとめ、preprint paper として bioRxivに投稿した(Kurikawa Y. et al., bioRxiv 2023)。さらに、国際雑誌に投稿して査読を受け、現在改訂中である。

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

多色標識したエンドサイトーシス関連オルガネラを、蛍光スペクトルイメージング法を使って一度に検出し、研究協力者の協力を得ながら積み荷因子の遷移を可視化することに成功した。

今後の研究の推進方策

この2年でおこなったエンドサイトーシス関連オルガネラ粒子の多色解析法について、測定条件やデータ解析法をさらにブラッシュアップして、検出の再現性や精度を高める。論文査読者の提案実験を行い、論文原稿を改訂して再投稿する。

次年度使用額が生じた理由

マルチカラー計測の再現性を確認する実験に使用するための蛍光試薬や抗体の必要量分について、納期が年度内に間に合わなかったため。一部の繰り返し実験を次年度に再計画し、必要分の試薬を再注文する計画である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Organelle landscape analysis using a multi-parametric particle-based method2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshitaka Kurikawa, Ikuko Koyama-Honda, Keiko Igarashi, Norito Tamura, Seiichi Koike, Noboru Mizushima
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 09.25. ページ: 559448

    • DOI

      10.1101/2023.09.25.559448

    • オープンアクセス
  • [学会発表] 高分解能・マルチパラメータ解析をめざした細胞内小器官研究法2023

    • 著者名/発表者名
      小山-本田郁子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第46回関東支部講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞内オルガネラ多色単粒子計測法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      小山-本田 郁子、栗川 義峻、水島 昇
    • 学会等名
      第95回日本生化学会大会
  • [学会発表] A quantitative method for multiparametric analysis of organellar particles2023

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Koyama-Honda, Yoshitaka Kurikawa, Noboru Mizushima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Molecular Membrane Biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Organelle landscape analysis using a multi-parametric particle-based method2023

    • 著者名/発表者名
      Ikuko Koyama-Honda, Yoshitaka Kurikawa, Noboru Mizushima
    • 学会等名
      EMBO The Company of Biologists Workshop on Membrane shaping and remodeling by proteins
    • 国際学会
  • [学会発表] オルガネラダイナミクスを"解きほぐす“:マルチカラー単粒子解析法の開発2023

    • 著者名/発表者名
      栗川義俊、小山-本田郁子、小池誠一、田村 律人、水島昇
    • 学会等名
      第96回日本生化学会大会
    • 招待講演
  • [学会発表] マルチパラメータ単粒子解析法を用いたオルガネラランドスケープの解析2023

    • 著者名/発表者名
      栗川義俊、小山-本田郁子、小池誠一、田村 律人、水島昇
    • 学会等名
      第15回オートファジー研究会

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公開日: 2024-12-25  

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