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2023 年度 実施状況報告書

小胞体・ミトコンドリア接触場形成機構とその生理学的意義の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22KJ1154
配分区分基金
研究機関東京大学

研究代表者

中村 航規  東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2023-03-08 – 2025-03-31
キーワードオルガネラ間接触
研究実績の概要

ミトコンドリアは、細胞内のエネルギー変換やアポトーシス制御などの重要な役割を果たす細胞内小器官であり、その機能は生体の恒常性維持に不可欠である。しかし、その制御機構の全容は解明されていない。近年、ミトコンドリアは小胞体との間に物理的な接触場を作り、この接触場がミトコンドリアの機能制御に重要な役割を果たしていることが明らかになっている。
重要なことに、最近の研究で、小胞体局在タンパク質PDZD8が哺乳細胞にへのるミトコンドリアー小胞体接触場の責任タンパク質として報告された。しかし、PDZD8による接触場形成の分子機構は未だ不明である。そこで、本研究では、PDZD8によるミトコンドリアー小胞体接触場の形成機構の解明を目的とした。接触場形成機構の解明にあたり、まずPDZD8と結合するミトコンドリアタンパク質を同定した。昨年度はまずPDZD8と直接結合するミトコンドリアタンパク質を同定するためのスクリーニング系を立ち上げ、その候補因子の同定を行った。
今年度は、その候補因子の中からミトコンドリアへの局在が知られるFKBP8に着目し、in vitro再構成系でのタンパク質間相互作用解析、電子顕微鏡法解析、蛍光顕微鏡法解析を行い、PDZD8-FKBP8複合体がミトコンドリアー小胞体接触場の形成に必要であることを明らかにした。
次年度は、ミトコンドリアー小胞体接触場の構造解析にあたり、電子顕微鏡法(特に連続切片電子顕微鏡法)解析を深層学習を用いることで高効率化し、包括的かつ定量的な解析を実現する。

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

ミトコンドリアー小胞体接触場の形成機構の解明にあたり、その責任複合体として、PDZD8-FKBP8複合体を同定したため。

今後の研究の推進方策

連続切片電子顕微鏡法解析を深層学習によってハイスループット化することで、ミトコンドリアー小胞体接触場の、包括的かつ定量的な構造解析を実現する。

次年度使用額が生じた理由

タンパク質複合体の精製方法の最適化を本年度に行う予定であったが、次年度に行うことになったため。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] An interactive deep learning-based approach reveals mitochondrial cristae topologies2023

    • 著者名/発表者名
      Suga Shogo、Nakamura Koki、Nakanishi Yu、Humbel Bruno M.、Kawai Hiroki、Hirabayashi Yusuke
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 21 ページ: e3002246

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.3002246

    • 査読あり
  • [学会発表] ミトコンドリアタンパク質FKBP8はPDZD8を捕まえることで、ミトコンドリア―小胞体接触場を形成する2023

    • 著者名/発表者名
      中村 航規、青山 幸恵子、長尾 崇弘、Paaran Mohammadreza、Christopher J. Obara、櫻井 結衣 、中木戸 誠、津本 浩平 、岸 雄介、後藤 由季子、小迫 英尊、Clint Potter、Bridget Carragher、Jennifer Lippincott-Schwartz、Franck Polleux、平林 祐介
    • 学会等名
      第 46 回 日本分子生物学会年会

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公開日: 2024-12-25  

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