マラリア原虫ガメトサイト分化に伴うエネルギー代謝変化

与疟疾寄生虫配子细胞分化相关的能量代谢变化

基本信息

批准号：
22K07045
负责人：
佐倉孝哉
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagasaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

マラリア原虫のエネルギー代謝はヒト体内では解糖系がATP合成の中心を担い、蚊のステージではミトコンドリアにおける電子伝達系に強く依存する。近年、赤血球感染ステージ（赤内期）と蚊へ伝播するステージ（ガメトサイト期）では、解糖系や呼吸鎖複合体の構成因子が異なることがプロテオーム解析により明らかとなったが、代謝機能に対する影響の詳細は分かっていない。本研究では細胞内相分離の観点から解糖系酵素の細胞生物学的解析と、代謝フラックス解析による代謝機能の定量評価を並行して行い、ステージ分化に伴うエネルギー代謝変化の制御機構を明らかにする。令和4年度は赤内期に焦点を絞り、解糖系酵素に蛍光タンパク質をラベルした遺伝子組換え原虫による細胞内での解糖系酵素の動態解析を計画した。まず酵母で報告されている解糖系酵素集合体、Glycolytic body（G-body）を観察するために、様々な培養条件や阻害剤等による条件検討を行った。その結果、低グルコース条件下において原虫内でG-bodyが形成されることが明らかとなった。一般的なマラリア原虫の培養条件ではグルコース濃度が10 mM程度と生理的な条件とは異なる。今回明らかになった低グルコース培養は生理的条件により近く、ヒト体内でのマラリア原虫の解糖系の代謝動態をより正確に反映していると考えられる。次に低グルコース条件で培養した原虫のトランスクリプトーム解析を実施し、G-body形成に関わる遺伝子探索を行った。これにより細胞内相分離に重要な天然変性領域を持つ複数の候補遺伝子群の特定に成功した。さらにG-body形成の解糖系への影響を調べるために、メタボローム解析も実施した。その結果、低グルコース条件下においても解糖系の代謝物量に有意な差は見られず、G-body形成により解糖系全体の活性が維持されていることが明らかとなった。

在人体内，糖酵解系统在ATP合成中起着核心作用，而在蚊子阶段，疟原虫的能量代谢强烈依赖于线粒体电子传递链。近年来蛋白质组分析揭示，红细胞感染阶段（红内阶段）和蚊传阶段（配子体阶段）糖酵解系统和呼吸链复合体的组成因素有所不同，但对代谢功能的影响详细情况尚不清楚。在本研究中，我们从细胞内相分离的角度对糖酵解酶进行了细胞生物学分析，并使用代谢流分析并行定量评估代谢功能，并阐明了与阶段分化相关的能量代谢变化的控制机制。 2020财年，我们重点关注赤井相，计划使用用荧光蛋白标记糖酵解酶的转基因原生动物来分析细胞内糖酵解酶的动态。首先，为了观察酵母中报道的糖酵解酶聚集体——糖酵解体（G-body），我们使用各种培养条件和抑制剂研究了条件。结果表明，G-体是在低葡萄糖条件下在寄生虫内形成的。在疟原虫的一般培养条件下，葡萄糖浓度约为10 mM，这与生理条件不同。这项研究揭示的低葡萄糖培养物更接近生理条件，被认为更准确地反映人体内疟原虫糖酵解系统的代谢动态。接下来，我们对低葡萄糖条件下培养的原生动物进行转录组分析，并寻找参与 G 体形成的基因。结果，我们成功地鉴定了多个候选基因，这些候选基因具有对细胞内相分离重要的自然退化区域。此外，为了研究 G 体形成对糖酵解的影响，我们还进行了代谢组学分析。结果，即使在低葡萄糖条件下，糖酵解代谢物的量也没有观察到显着差异，表明糖酵解系统的整体活性通过G体形成得以维持。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nitroreductaseと蛍光プローブを用いた新規マラリア原虫High-throughput screening系の確立

利用硝基还原酶和荧光探针建立新型疟原虫高通量筛选系统

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
佐倉孝哉;石井隆太;吉田衣里;高谷健二;北潔;加藤輝久;稲岡健ダニエル
通讯作者：
稲岡健ダニエル

Siccanin is a dual-target inhibitor of Plasmodium falciparum mitochondrial complex II and complex III.

Siccanin 是恶性疟原虫线粒体复合物 II 和复合物 III 的双靶点抑制剂。

DOI：
10.3390/ph15070903
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Komatsuya K; Sakura T; Shiomi K; Omura S; Hikosaka K; Nozaki T; Kita K; Inaoka DK.
通讯作者：
Inaoka DK.

Effect of geranylated dihydrochalcone from Artocarpus altilis leaves extract on Plasmodium falciparum ultrastructural changes and mitochondrial malate: Quinone oxidoreductase

木香叶提取物中的香叶基二氢查耳酮对恶性疟原虫超微结构变化和线粒体苹果酸的影响：醌氧化还原酶

DOI：
10.1016/j.ijpddr.2022.12.001
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hidayati Agriana Rosmalina;Melinda;Ilmi Hilkatul;Sakura Takaya;Sakaguchi Miako et al
通讯作者：
Sakaguchi Miako et al

長崎大学熱帯医学研究所シオノギグローバル感染症連携部門分子感染ダイナミックス解析分野

长崎大学热带医学研究所盐野木全球传染病协作部分子感染动力学分析部

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

5-Aminolevulinic acid antiviral efficacy against SARS-CoV-2 omicron variant in vitro

5-氨基乙酰丙酸对 SARS-CoV-2 omicron 变异体的体外抗病毒功效

DOI：
10.1186/s41182-022-00422-7
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
4.5
作者：
Ngwe Tun Mya Myat;Sakura Takaya;Sakurai Yasuteru;Kurosaki Yohei;Inaoka Daniel Ken;Shioda Norifumi;Smith Chris;Yasuda Jiro;Morita Kouichi;Kita Kiyoshi
通讯作者：
Kita Kiyoshi