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2023 年度 実績報告書

ミトコンドリアの形態が紡ぐ多彩な情報様式に対する統合解析

研究課題

研究課題/領域番号 22H02296
配分区分補助金
研究機関筑波大学

研究代表者

宮本 崇史  筑波大学, 医学医療系, 助教 (50740346)

研究分担者 高橋 伸一郎  東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (00197146)
山本 雄介  国立研究開発法人国立がん研究センター, 研究所, ユニット長 (60768117)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2026-03-31
キーワードミトコンドリア / ExAPC
研究実績の概要

ミトコンドリアの『形態』は様々な生理学的・病理学的事象の形成に寄与する『情報因子』の1つとして認識されつつあるが、その詳細は十分に理解されていない。そこで本研究ではまず、ミトコンドリアの『形態』が情報因子として担う役割を①『局在情報の改編』、②『反応場の改編』、③『特質の改編』に分類し、これらを『ミトコンドリア形態コード』として統合的に理解・記述することを目指す。さらにこのコード情報が、ミトコンドリアが情報媒体として中核的な役割を担うMitochondrial Retrograde Signaling Pathwayやオルガネラコミュニケーションに与える影響を、数理解析や機械学習、そしてそれを裏付ける分子生物学的手法を組み合わせて、包括的に解明することを目標とする。
2023年度は、2022年度に確立したラベルフリーイメージング技術によってミトコンドリアの形態解析を詳細に行った。その結果、ミトコンドリアの分裂と融合の過程において、ミトコンドリアが自身および他のミトコンドリアの状態を直接的・間接的に認識するメカニズムが存在する可能性を見出した。さらにミトコンドリアの膜電位を消失させた後のミトコンドリアの形態変化を観察した結果、その変化は細胞種によって異なるパターンを示すことを明らかにした。さらに同一細胞内においても、ミトコンドリアごとに応答性が異なることを見出した。

現在までの達成度
現在までの達成度

2: おおむね順調に進展している

理由

ミトコンドリアの形態コードに迫るための基盤技術が確立し、そのメカニズムを紐解くためのエビデンスを得られ始めたため。

今後の研究の推進方策

ミトコンドリアの分裂・融合時に、どのようにしてミトコンドリアが自身および他のミトコンドリアの状態を認識しているのか、その分子メカニズムを明らかにする。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件)

  • [雑誌論文] Genetic and Functional Analyses of Patients with Marked Hypo-High-Density Lipoprotein Cholesterolemia2024

    • 著者名/発表者名
      Furuta Yasuhisa、Osaki Yoshinori、Nakagawa Yoshimi、...Takafumi Miyamoto et al.
    • 雑誌名

      Journal of Atherosclerosis and Thrombosis

      巻: 31 ページ: 1304~1318

    • DOI

      10.5551/jat.64579

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Label-free imaging of cellular organization in living mammalian cells via external apodization phase-contrast microscopy2024

    • 著者名/発表者名
      Sari Lay Nurhana、Miyamoto Takafumi et al.
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2024.03.01.582671

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Activity-dependent glassy cell mechanics Ⅰ: Mechanical properties measured with active microrheology2023

    • 著者名/発表者名
      Ebata Hiroyuki、Umeda Katsuhiro、Nishizawa Kenji、Nagao Wataru、Inokuchi Shono、Sugino Yujiro、Miyamoto Takafumi、Mizuno Daisuke
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 122 ページ: 1781~1793

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2023.04.011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Obesity-induced metabolic imbalance allosterically modulates CtBP2 to inhibit PPAR-alpha transcriptional activity2023

    • 著者名/発表者名
      Saito Kenji、Miyamoto Takafumi et al.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 299 ページ: 104890~104890

    • DOI

      10.1016/j.jbc.2023.104890

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Loss of CtBP2 may be a mechanistic link between metabolic derangements and progressive impairment of pancreatic β cell function2023

    • 著者名/発表者名
      Sekiya Motohiro、Miyamoto Takafumi et al.
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 42 ページ: 112914~112914

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2023.112914

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] <scp>GR‐KLF15</scp> pathway controls hepatic lipogenesis during fasting2023

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi Yoshinori、Murayama Yuki、Aita Yuichi、Mehrazad Saber Zahra、Karkoutly Samia、Tao Duhan、Katabami Kyoka、Ye Chen、Shikama Akito、Masuda Yukari、Izumida Yoshihiko、Miyamoto Takafumi、Matsuzaka Takashi、Kawakami Yasushi、Shimano Hitoshi、Yahagi Naoya
    • 雑誌名

      The FEBS Journal

      巻: 291 ページ: 259~271

    • DOI

      10.1111/febs.16957

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-Cell Transcriptome Profiling of Pancreatic Islets From Early Diabetic Mice Identifies Anxa10 for Ca2+ Allostasis Toward β-Cell Failure2023

    • 著者名/発表者名
      Motomura Kaori、Miyamoto Takafumi et al.
    • 雑誌名

      Diabetes

      巻: 73 ページ: 75~92

    • DOI

      10.2337/db23-0212

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rhomboid protease RHBDL4/RHBDD1 cleaves SREBP-1c at endoplasmic reticulum monitoring and regulating fatty acids2023

    • 著者名/発表者名
      Han Song-Iee、Miyamoto Takafumi et al.
    • 雑誌名

      PNAS Nexus

      巻: 2 ページ: -

    • DOI

      10.1093/pnasnexus/pgad351

    • 査読あり / オープンアクセス

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公開日: 2024-12-25  

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