ミトコンドリア融合調節遺伝子の樹状突起・軸索形態形成における役割の解明

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ミトコンドリア融合・分裂動態の異常によって生じる樹状突起表現型の原因を明らかにするため、ミトコンドリアの好気呼吸機能の変化をショウジョウバエ末梢神経であるdaニューロンで調べることを試みた。FRETを利用したATP濃度のプローブATeamを、今村博臣博士(京都大学 次世代研究者育成センター/生命科学研究科 特定准教授)との共同研究としてショウジョウバエに導入した。daニューロンでATeamを発現する胚から得られた初代培養細胞をKCNなどの薬剤で処理することによって、Ameamがショウジョウバエでも機能しうることを確認した。しかし、現在いくつかの実験から、生体内では細胞内ATP量に対してATeamのATP親和性が高すぎるため、FRET効率が飽和しているために小さな変化が検出できない可能性が示唆されている。そこで、ATPへの親和性が低い改変分子の組換え遺伝子系統を作製した。今後、この低親和性型ATeamを用いてミトコンドリア動態が異常な細胞でのATP量に変化が見られるか調べる予定である。また、平行して初代培養daニューロンや、生体内の中枢神経系や運動神経細胞で、ATP産生活性などミトコンドリアの機能を評価できる様々な蛍光試薬を用いた実験を現在試みているまた、神経細胞でミトコンドリア形態の制御を行うことで、神経系の働きに重要な役割を果たす遺伝子を同定できる可能性があるのではないかと考え、国立遺伝学研究所、あるいはVienna Drosophlia RNAi CenterのdsRNA発現用ショウジョウバエを用いて、daニューロンでノックダウンスクリーニングを行った。約600の遺伝子を調べた結果、10遺伝子以上のミトコンドリア形態に関わりうる遺伝子を同定した。その中には、遺伝性の神経変性疾患の原因遺伝子であるとの報告がなされた遺伝子もあり、現在、機能欠失変異体の作製し、解析を行っている。