定量的生細胞観察によるミトコンドリアゲノムの新規制御機構の解明

通过定量活细胞观察阐明线粒体基因组的新调控机制

基本信息

批准号：
22KJ2068
负责人：
觀音裕考
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、ミトコンドリアDNA (mtDNA) からなる核様体構造の形態制御メカニズムの探索と動態解析基盤の構築である。昨年度までに核様体形態を変化させる因子を得る目的でsiRNAスクリーニングを実施し、発現抑制することで核様体を大きく変化させる候補遺伝子を同定することに成功した。この遺伝子の阻害剤を用いてもRNAiを行った際と同様の結果を得ることができていた。また、候補遺伝子をノックアウト（KO）した細胞株も樹立できていた。今年度はこの遺伝子による核様体形態変化メカニズムがどのようなものであるかを検討した。樹立したKO細胞を用いた解析から、候補遺伝子によって引き起こされる核様体形態変化にはミトコンドリア膜形態の変化が必要であることが明らかになった。ミトコンドリア膜形態は分裂と融合により制御されており、そのどちらが寄与しているかを確認した。今年度はミトコンドリア膜融合に注目して解析を行い、in vitroでの解析系（T. Ban et al. 2017）を用いて確認したところ、候補遺伝子の引き起こす現象がミトコンドリア膜融合活性を変化させていることが明らかになった。来年度以降は引き続き候補遺伝子によりミトコンドリア膜形態が変化するメカニズムを明らかにするとともに、論文による発表の準備を進めていく。また、候補遺伝子の解析と並行して、核様体の動態解析基盤の構築についても引き続き進めており、ライブイメージングを通じて核様体の新たな動的特性を解析することのできる手法の構築に成功した。次年度以降に、この実験系を用いて正常な核様体及び形態変化した核様体についての動的な特性を理解することができると考えている。

这项研究的目的是探索由线粒体DNA（mtDNA）组成的核苷结构的形态调节机制，并为动态分析构建了基础。直到去年，进行了siRNA筛选，以获得改变核类形态的因素，并成功地鉴定出通过抑制表达来显着改变核苷的候选基因。即使使用该基因的抑制剂，也获得了RNAi进行的结果。此外，敲除（KO）候选基因的细胞系也能够建立。今年，我们研究了该基因改变核形态的机制。使用已建立的KO细胞进行分析表明，候选基因引起的核类形态需要线粒体膜形态的变化。线粒体膜形态受到分裂和融合的调节，并证实了其中的哪一个。今年，我们进行了针对线粒体膜融合的分析，并使用体外分析系统（T. Ban等，2017）确认，发现由候选基因引起的现象会改变线粒体膜融合活性。从明年开始，我们将继续阐明候选基因改变线粒体膜形态的机制，我们将继续为论文中的演讲做准备。此外，与候选基因的分析同时，我们将继续为分析核苷的动力学建立基础，并成功构建了一种可以通过实时成像分析核苷的新动态特性的方法。我们认为，从明年开始，该实验系统将被用来了解正常和形态上改变的核苷的动态特性。