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2013 年度 実施状況報告書

ミトコンドリア凝集が引き起こす神経細胞死メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 25860224
研究種目

若手研究(B)

研究機関東京医科大学

研究代表者

加藤 大樹  東京医科大学, 医学部, 助教 (30452709)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
キーワードミトコンドリア / 神経変性疾患 / 凝集
研究概要

近年,神経細胞のミトコンドリアが,核近傍へ凝集することによるミトコンドリアの分配異常が,神経変性疾患の病因の一つとして認識されるようになってきた。我々は,プリオンタンパク質が引き起こすミトコンドリア凝集を実験モデルとして,ミトコンドリア凝集には14-3-3zetaが必須であり,14-3-3zetaがミトコンドリアのキネシン輸送に関わるMiro1と複合体を形成することを見出してきた。H25年度は,以下の項目について解析を進めた。(1)14-3-3zetaとMiro1の複合体には,GRIF1が含まれていなかった。そこで,14-3-3zetaはGRIF1と競合的にMiro1と結合し,Miro1とキネシンの結合を阻害することで,ミトコンドリア輸送をダイニン側に傾け,核近傍にミトコンドリアが核近傍に凝集すると考えられた。これを明らかにするため,GRIF1の発現プラスミドを構築し過剰発現させ,ミトコンドリア凝集が低下するか否か解析を行った。しかしながら,GRIF1の発現プラスミドを細胞に導入しても過剰発現させることはできなかった。培養細胞でのタンパク質過剰発現の実験系は,タンパク質分解などにより過剰発現にならないことがある。そこで現在Miro1, 14-3-3zeta, およびGRIF1によるミトコンドリア凝集の分子メカニズムを明らかにするため,リコンビナントタンパク質を作成し,in vitro で3者の結合様式の解析を進めている。(2)14-3-3zetaとMiro1複合体には,他に8つのタンパク質が含まれていた。現在,質量分析による成分の同定を進めている。(3)ミトコンドリア凝集の分子メカニズムを明らかにするため,in vitroでのミトコンドリア凝集の再構成系の構築を進めている。現在までにin vitroで極性を持った微小管形成,およびミトコンドリア輸送アッセイの確立が完了した。

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

H25年度は,GRIF1の過剰発現の効率が悪く解析を進めることができなかったこと以外は,計画通り進めることができた。また,GRIF1の過剰発現の問題に関しても,代替案としてin vitroでのMiro1, 14-3-3zeta,およびGRIF1の結合の解析を行うことを申請時に計画していたことから,おおむね順調に計画は進展したと言える。

今後の研究の推進方策

GRIF1を培養細胞で過剰発現させることができなかったことから,リコンビナントタンパク質によるMiro1, 14-3-3zetaおよびGRIF1の結合様式の解析を行い,14-3-3zetaとGRIF1が競合的にMiro1と結合するかどうか明らかにする。また14-3-3zetaとMiro1複合体の構成成分を質量分析で同定し,それらがミトコンドリア凝集に関与するかどうか,タンパク質の過剰発現,およびsiRNAによるノックダウンを行い解析を進める。さらに因子群の同定後,in vitroでのミトコンドリア凝集アッセイを行い,ミトコンドリア凝集の分子メカニズムを明らかにする。

次年度の研究費の使用計画

質量分析による14-3-3とMiro1の複合体成分の解析が途中であるため,H26年度へ予算を繰り越すこととなった。
H25年度と同様に研究経費は主に消耗品に使用し,その他,質量分析委託にかかる費用,旅費,および論文出版費に使用する。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Motor Switch from KIF4 to KIF5 Induces a Selective Reduction in Anterograde Velocity of Fluorescent Cellular Prion Protein in Neurites.2013

    • 著者名/発表者名
      Kato, H., Nishijima, K. and Hachiya N.
    • 雑誌名

      J. Neurol. Neurophysiol.

      巻: S11:005 ページ: S11:005

    • DOI

      10.4172/2155-9562.S11-005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] プリオン病 Up to date 正常プリオン蛋白の構造と機能2013

    • 著者名/発表者名
      加藤大樹, 八谷如美
    • 雑誌名

      Clinical neuroscience

      巻: 31(9) ページ: 1012-1014

  • [学会発表] 正常プリオンタンパク質が引き起こす神経細胞死機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      加藤大樹,宮下佳奈,福島美紀,西島佳奈,八谷如美
    • 学会等名
      第87回日本生化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20141015-20141018
    • 招待講演
  • [学会発表] Involvement of MSF pathway for the neurodegeneration of prion disease2014

    • 著者名/発表者名
      Kato, H., Miyashita, K., Fukushima, M., Nishijima, K., Hachiya, N.
    • 学会等名
      Asian Pacific Prion Symposium
    • 発表場所
      Jeju
    • 年月日
      20140706-20140707
  • [学会発表] 正常プリオンタンパク質依存性神経細胞死機構の解析2014

    • 著者名/発表者名
      加藤大樹, 八谷如美
    • 学会等名
      厚生労働科学研究費補助金難知性疾患等克服事業 プリオン病及び遅発性ウイルス感染症に関する調査研究班合同研究報告会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      20140121-20140121
  • [学会発表] 正常プリオンタンパク質が引き起こすミトコンドリア異常凝集と神経細胞死2013

    • 著者名/発表者名
      加藤大樹
    • 学会等名
      第6回タンパク質と異常凝集とその防御・修復機構に関する研究会
    • 発表場所
      大阪
    • 年月日
      20131115-20131115
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of the cyptic mitochondrial targeting sequence for PrPC/mitochondria-dependent neuronal cell death.2013

    • 著者名/発表者名
      Kato, H. and Hachiya, N.
    • 学会等名
      Asian Pacific Prion Symposium
    • 発表場所
      Sasebo
    • 年月日
      20130721-20130722
  • [学会発表] Possible involvement of a novel mitochondrial quality control system for the PrPC-dependent neuronal cell death.2013

    • 著者名/発表者名
      Miyashita, K., Fukushima, M., Kato, H., Hachiya, N.
    • 学会等名
      Asian Pacific Prion Symposium
    • 発表場所
      Sasebo
    • 年月日
      20130721-20130722
  • [図書] Neuroanesthesia and Cerebrospinal Protection2014

    • 著者名/発表者名
      Kato, H. and Hachiya, N
    • 総ページ数
      Chapter6
    • 出版者
      Springer
  • [備考] 東京医科大学 神経生理学分野 八谷研究室

    • URL

      http://www.prion.jp/

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公開日: 2015-05-28  

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