超硫黄分子によるミトコンドリア機能制御：硫黄呼吸の新たな展開

超硫分子控制线粒体功能：硫呼吸的新进展

• 批准号: 22K06893
• 负责人: 松永 哲郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Tohoku 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06893/
• 关键词: 超硫黄分子; エネルギー代謝; 硫黄呼吸; シングルミトコンドリア解析; 超硫黄分子カプセル; ミトコンドリアエネルギー代謝

研究代表者らはこれまで、システインパースルフィド(CysSSH)に代表される超硫黄分子の生体内生成を見出し、高い求核性によって多彩なレドックスシグナル応答に関与することを明らかにしてきた。その過程において、超硫黄分子の主要な生成系として、タンパク質翻訳に関わるシステイニルtRNA合成酵素(CARS)を同定し、加えて、CARS由来の超硫黄分子がミトコンドリア膜電位形成に関与すること、すなわち、真核生物・ヒトにおいて硫黄呼吸が存在する可能性を見出した。ごく最近、驚くべきことに、火山の噴火口など、天然に見られる硫黄同素体である環状S8硫黄が、哺乳類細胞において生成され、ミトコンドリアの硫黄呼吸に関与する可能性が判明した。本研究課題では、応募者が独自に開発したシングル(単一)ミトコンドリア機能解析法を用いて、超硫黄分子によるミトコンドリア機能制御の分子機構の解明に向けた基盤研究を行う。昨年度までの解析により、超硫黄分子カプセルを用いて、広く自然界に存在する環化八硫黄（cyclic-octa-sulfur, S8）が哺乳類・ヒトの生体内において、当初の想定を超える高濃度で蓄積していることが判明した。さらに、シングルミトコンドリア解析により、環状S8硫黄がヒト細胞におけるミトコンドリアの硫黄呼吸に関与する可能性を見出した。真核生物・哺乳類における硫黄呼吸の存在は、今後の硫黄生物学のパラダイムシフトの一役を担う課題研究として極めて重要である。

The research representatives expressed their views on the in vivo production of ultrasulfur molecules, and the high nuclear activity of ultrasulfur molecules. The possibility of the existence of sulfur respiration in eukaryotes was revealed that the main production system of supersulfur molecules was related to the regulation, addition and membrane potential formation of tRNA synthetase (CARS). The possibility of sulfur production in mammalian cells and sulfur respiration in volcanic vents was identified. This research topic is to develop a novel molecular mechanism for the functional analysis of supersulfur molecules and to study the substrate for the molecular mechanism of supersulfur molecules. In the past year, the analysis of sulfur molecules has been carried out, and it has been found that cyclic-octasulfur (S8) exists in nature and accumulates in high concentrations in mammals. In addition, the possibility of sulfur respiration in cyclic S8 sulfur cells has been revealed. The existence of sulfur respiration in eukaryotes and mammals is an important topic for future research in sulfur biology.

项目成果

環化超硫黄分子の生体内検出とエネルギー代謝機能の解明

环化超硫分子的体内检测和能量代谢功能的阐明

• 发表时间: 2023
• 作者: 松永哲郎;守田匡伸;井田智章;高田剛;Jung Minkyung;吉沢道人;本橋ほづみ;赤池孝章
• 通讯作者: 赤池孝章

ミトコンドリアの硫黄代謝解析

线粒体硫代谢分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 松永哲郎;守田匡伸;井田智章;高田剛;Jung Minkyung;吉沢道人;本橋ほづみ;赤池孝章;松永哲郎
• 通讯作者: 松永哲郎

Shining a light on SSP4: A comprehensive analysis and biological applications for the detection of sulfane sulfurs.

• DOI: 10.1016/j.redox.2022.102433
• 发表时间: 2022-10
• 期刊: REDOX BIOLOGY
• 影响因子: 11.4
• 作者: Shieh, Meg;Ni, Xiang;Xu, Shi;Lindahl, Stephen P.;Yang, Moua;Matsunaga, Tetsuro;Flaumenhaft, Robert;Akaike, Takaaki;Xian, Ming
• 通讯作者: Xian, Ming

学術変革領域研究(A) 新興硫黄生物学が拓く生命原理変革（硫黄生物学）ホームページ

学术转型领域研究（一）新兴硫生物学开辟的生命原理的变化（硫生物学）首页

Helicobacter cinaediの超硫黄代謝を介した持続的な骨髄内感染機構の解明

华人螺杆菌超硫代谢介导的持续性髓内感染机制的阐明

• 发表时间: 2023
• 作者: 松永哲郎;守田匡伸;西村 明;井田智章;澤 智裕;本橋ほづみ;河村好章;赤池孝章
• 通讯作者: 赤池孝章