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2014 年度 実績報告書

レドックス可視化センサーで追跡するタンパク質代謝異常のレドックス破綻と回復の機構

研究課題

研究課題/領域番号 26292052
研究機関京都大学

研究代表者

阪井 康能  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60202082)

研究分担者 寳関 淳  京都大学, 生理化学研究ユニット, 准教授 (40423058)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードレドックス / 蛍光タンパク質 / タンパク質代謝異常 / ケミカルバイオロジー
研究実績の概要

細胞内レドックスを可視化するroGFP と申請者が作製したRedoxfluor をもとにオルガネラターゲット型スーパーレドックスセンサーを創生し、哺乳・酵母細胞内における局所的レドックスモニタリング技術を開発する。その可視化技術を用いて、タンパク質分解系の一つであるプロテアソーム阻害によって引き起こされるレドックス破綻の細胞内における機序と分子機構を明らかにする。老化や神経疾患にともなって起こるレドックス破綻を回復する化合物・食品機能成分の探索系を培養細胞レベルで確立し、ハイスループットに行うことにより、当該化合物のレドックスモジュレーターとしての分子機能・効能を実証し、新たな機能性食品・創薬開発のための礎とする。
平成26年度は、オルガネラターゲット型レドックスセンサーを用いて、プロテアソーム阻害下によるサイトゾルの酸化においてミトコンドリア障害が関与する機序を解析した。その結果、プロテアソーム阻害によるレドックス異常を正常に戻す「レドックスモジュレーター」を同定し、その作用機序を解析することで、プロテアソーム阻害初期にミトコンドリア障害が起き、その後遅れてサイトゾルが酸化的となり、細胞死に至ることを明らかにすることができた。

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

当初の予定通り、我々が開発したレドックスセンサーを用いることで、タンパク質代謝破綻における細胞死の機序を明らかにすることができたため。

今後の研究の推進方策

我々が開発したRedoxfluor及びroGFPを改良したレドックスセンサーにオルガネラ局在配列を付加し、サイトゾル、小胞体、ミトコンドリア、細胞膜の各オルガネラ特異的なレドックスを検出できるスーパーレドックスセンサーの開発を引き続き行い、プロテアソーム阻害下におけるミトコンドリアや小胞体のレドックス破綻の分子機構解明に取り組む。

次年度使用額が生じた理由

下記備考欄に記したように DNA シークエンサーの修理に多額の費用が発生したため、消耗品使用をできる限り控えたところ、全体として当初予定より使用額が減少する結果となった。

次年度使用額の使用計画

上記理由により、前年度はかなり消耗品の使用を控えたので、前年度繰り越し分を今年度消耗品費用として使用する。

備考

本研究成果は、朝日新聞(8月1日 4面)、京都新聞(8月1日 26面)、産経新聞(8月1日 26面)、日刊工業新聞(8月1日 23面)および毎日新聞(8月1日 23面)に掲載された。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Mitochondrial impairment triggers cytosolic oxidative stress and cell death following proteasome inhibition2014

    • 著者名/発表者名
      Sunita Maharjan, Masahide Oku, Masashi Tsuda, Jun Hoseki and Yasuyoshi Sakai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 4 ページ: 5896

    • DOI

      10.1038/srep05896

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mitochondria trigger cytosolic oxidative stress under proteasome inhibition2014

    • 著者名/発表者名
      Sunita Maharjan, Masahide Oku, Jun Hoseki and Yasuyoshi Sakai
    • 学会等名
      Society for free radical biology and medicine's annual meeting 2014
    • 発表場所
      Seatle (USA)
    • 年月日
      2014-11-19 – 2014-11-23
  • [学会発表] 異種タンパク質生産についてC1酵母を使って考える2014

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      新産業酵母研究会
    • 発表場所
      産総研:臨海副都心センター、東京
    • 年月日
      2014-10-17 – 2014-10-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Stable ERroGFP variants are suitable for detection of ER redox state2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Hoseki, Asami Oishi and Yasuyoshi Sakai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference, "Thiol-based redox regulation & signaling"
    • 発表場所
      Girona (Spain)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
  • [学会発表] 「遺伝子発現から薬効薬理評価~新リアルタイムイメージング~」、「異種タンパク質生産のTPOを考える:フォールディングとレドックス」2014

    • 著者名/発表者名
      阪井康能
    • 学会等名
      OYCバイオシンポジウム2014
    • 発表場所
      日本工業倶楽部会館、東京
    • 年月日
      2014-07-04 – 2014-07-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Antioxidants derived from foods protect redox aberration and cell death caused by proteasome inhibition2014

    • 著者名/発表者名
      Jun Hoseki
    • 学会等名
      Bordeaux-Kyoto
    • 発表場所
      bordeaux (France)
    • 年月日
      2014-05-05 – 2014-05-06
    • 招待講演
  • [備考] タンパク質分解装置の活性低下が細胞死を引き起こす初期経路の同定と食品成分による回復

    • URL

      http://www.kyoto-u.ac.jp/ja/research/research_results/2014/140731_1.html

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公開日: 2016-06-01  

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