ヒト培養細胞を用いたミトコンドリア核様体分配機構の解析

使用培养的人类细胞分析线粒体核仁分配机制

基本信息

批准号：
14J04552
负责人：
佐々木妙子
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J04552/
关键词：
細胞周期ミトコンドリア核様体 mtDNA複製 EdU mtDNAの複製 Fucci2

项目摘要

生体内において、ミトコンドリアDNA（mtDNA）はタンパク質と共に折りたたまれ、ミトコンドリア核様体と呼ばれる構造をとっている。mtDNAには、ミトコンドリアの呼吸活性に必須な遺伝子がコードされているため、細胞が正常に機能するためには、mtDNAが確実に伝達される必要がある。ひとつのミトコンドリア核様体には、複数コピーのmtDNAが含まれており、mtDNAの分配ユニットとして機能している。こうしたミトコンドリア核様体の数や大きさは、細胞内で厳密に制御されていると言われているが、どのように制御されているのかほとんどわかっていない。昨年度までの研究により、ジデオキシチジンを添加することで、mtDNAの複製を選択的に阻害すると、細胞周期の進行は正常であるのに対し、ミトコンドリア核様体数の増加が見られなくなることから、核様体数の制御、すなわち核様体の分裂は、mtDNAの複製を介して細胞周期と連動していることが示唆された。さらに、mtDNAの複製を亢進する機能をもつ遺伝子の一つを発現抑制すると、細胞周期が途中で停止してしまうにも関わらず、核様体数が増加することもわかってきた。これらの結果は、細胞周期、mtDNAの複製、核様体の分裂の三者をつなぐ分子メカニズムの解明につながるものと期待される。また、５秒間隔でライブイメージングを行うと、分裂と融合をしているように見えると、これまでに報告してきた。しかし、UV照射により色変換できるタンパク質を用いて核様体をラベルし、異なる色の核様体の動態を追ったところ、２つの核様体が融合しても、ほとんどタンパク質の交換が行われなかった。すなわち、頻繁に接触するにも関わらず、核様体間で中身の交換を行わないよう制御するメカニズムがあると思われる。このことは、mtDNAの娘細胞への伝達機構を解明するうえで重要な発見と考えられる。

在体内，线粒体DNA（mtDNA）与蛋白质折叠，并具有称为线粒体核苷的结构。 mtDNA编码对线粒体呼吸活性必不可少的基因，因此，要使细胞正常运行，必须可靠地传播mtDNA。一个线粒体核苷包含mtDNA的多个副本，并用作mtDNA的分布单元。这些线粒体核苷的数量和大小被认为是严格控制在细胞内的，但鲜为人知它们是如何控制的。直到去年的研究表明，当MtDNA复制被选择性地抑制通过添加二氧替丁时，细胞周期的进展是正常的，而线粒体核苷数不再看到，这表明调节核苷的数量，即核苷除法，即通过mtDNA复制链接到细胞周期。此外，已经发现，尽管中间停滞了细胞周期，但具有增强mtDNA复制功能的一种基因的表达会增加核苷的数量。这些结果有望有助于阐明连接细胞周期三部分，mtDNA复制和核苷分裂的分子机制。到目前为止，我们还报告说，以5秒间隔的实时成像似乎与分裂融合在一起。但是，当使用可以通过紫外线辐射来颜色转化的蛋白质标记核苷，并且跟踪不同颜色的核苷的动力学，当两个核苷被融合时，几乎没有发生蛋白质交换。换句话说，尽管经常接触，但似乎有一种机制控制核苷之间的内容物。人们认为这是阐明mtDNA转移到子细胞的机理的重要发现。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

細胞周期におけるミトコンドリア核様体の分裂

细胞周期中的线粒体核分裂

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐々木妙子;山田佳歩;東山哲也;佐々木成江
通讯作者：
佐々木成江

Live imaging analysis of human mitochondrial nucleoids

人类线粒体核仁的实时成像分析

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taeko Sasaki;Kaho Yamada;Tetsuya Higashiyama;Narie Sasaki
通讯作者：
Narie Sasaki

Live imaging of mitochondrial DNA

线粒体 DNA 实时成像

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Taeko Sasaki;Kaho Yamada;Tetsuya Higashiyama;Narie Sasaki;Taeko Sasaki and Narie Sasaki
通讯作者：
Taeko Sasaki and Narie Sasaki

細胞周期におけるミトコンドリア核様体の分裂およびミトコンドリアDNAの複製の制御

细胞周期中线粒体核裂变和线粒体 DNA 复制的调节