発熱植物において見出された脱共役活性に基づくヒトUCPの機能改変に関する研究

基于产热植物解偶联活性的人类 UCP 功能修饰研究

基本信息

批准号：
22659041
负责人：
伊藤菊一
金额：
$ 1.29万
依托单位：
Iwate University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22659041/
关键词：
発熱植物ミトコンドリア UCP

项目摘要

ヒトを含む動物の非ふるえ熱産生は褐色脂肪組織(BAT)におけるUCP1の脱共役機能が担っている。BATでのUCP1活性は、脂質の分解により生じた遊離脂肪酸により賦活化される。一方、高等植物においても、高度に発熱機能を発達させた植物種が存在しており、例えば、ザゼンソウ(座禅草)は、氷点下を含む外気温の変動においても発熱により特定器官の温度を20℃内外に維持する能力を持つ。本研究においては、ザゼンソウにおいて見出されているUCP分子の構造上の特徴に着目し、炭水化物を基質とする呼吸においても、高いレベルの脱共役活性を発揮することができるUCP分子のデザインに挑む。本年度は、国内のザゼンソウ群落地にて発熱中のザゼンソウより肉穂花序をサンプリングし、細胞分画により得られた粗ミトコンドリア得ることを予定していたが、H23年3月に発生した東日本大震災の影響により、当該実験を予定通り行うことが困難な状況となった。研究室において保存されていた凍結ミトコンドリアも停電の影響で本来の活性が保持されているか確定できない状況となり、研究の遅延が生じた。このような状況の下、状態が良く保存されていたザゼンソウ由来ミトコンドリアをBlue-Native2次元電気泳動に供し、UCPを含むスポットについて、nano LC-MS/MSによりそのペプチド配列に関する情報を得る事ができた。このペプチド断片にはSrUCPbに特有の配列が含まれていた。さらに、ザゼンソウ葉からゲノムDNAを調製し、SrUCPsに関する遺伝子の増幅を試みた。その結果、SrUCPaおよびSrUCPbをコードすると予想されるゲノム領域を別々に増幅できる条件を得る事ができた。これらの増幅断片はおよそ20kbの長さを持ち、コード領域を含んでいる事から、ゲノム構造の解析が可能であると考えられた。

包括人类在内的动物中的非造成生物发生是UCP1在棕色脂肪组织（BAT）中的解偶联功能。蝙蝠处的UCP1活性通过脂质降解产生的游离脂肪酸激活。另一方面，即使在较高的植物中，也有一些植物物种发展出高度产生的功能。例如，Zazensou（Zazensou）具有在温度变化（包括亚冻结）变化时，能够维持20°C内外特定器官的温度。在这项研究中，我们关注Zazensou中发现的UCP分子的结构特征，我们将解决即使在使用碳水化合物作为底物的呼吸中也可以表现出高水平的解偶联活性的UCP分子的设计。今年，我们计划在日本的Zanzensou社区地区从海绵中采样海绵，以获得通过细胞分馏获得的粗线，但是由于2011年3月发生的大东日本地震的影响，因此很难按计划进行实验。由于停电的影响，无法确定保留在实验室中的冷冻线粒体是否保留了自然活动，从而导致研究延迟。在这种情况下，源自鼻窦的线粒体受到了良好的保守，受到了蓝色本地2D电泳的约束，并使用Nano LC-MS/MS获得了有关含有UCP斑点的肽序列的信息。该肽片段包含SRUCPB独有的序列。此外，从麻雀的叶子中制备了基因组DNA，并试图扩增SRUCPS的基因。结果，获得了允许对预测将编码SRUCPA和SRUCPB的基因组区域分开扩增的条件。这些放大的片段约为20 kb，并包含一个编码区域，使得分析基因组结构成为可能。