加齢によるtRNAGlu由来フラグメントはミトコンドリア翻訳依存性のクリステ組織を標的とし、グルタミン酸生合成を破壊する 学術的背景紹介 ミトコンドリアのクリステは内膜が内側に突出した構造で、加齢過程で顕著な形態変化を起こします。しかし、これらの変化を引き起こす分子メカニズムやその脳の加齢への寄与は不明確です。クリステの超微細構造の維持は、クリステに存在する呼吸酵素の正常機能に不可欠であり、クリステ構造が破壊されると内膜上の酵素活性が著しく低下します。グルタミナーゼ（GLS）はクリステに位置する重要な酵素で、グルタミン酸の生成を触媒し、ニューロン内環境のグルタミン酸レベルを維持します。最も豊富な神経活性アミノ酸および主要な興奮性神経伝達物質としてのグルタミン酸のレベルは、脳の加齢過程で徐々に...

TH17細胞内在のグルタチオン/ミトコンドリア-IL-22軸による腸炎症の保護メカニズム 背景紹介 腸内では多量の活性酸素（ROS）が産生されており、腸の恒常性維持におけるT細胞抗酸化メカニズムの役割は未だ不明である。本論文では、特異的にグルタミン酸システイン合成酵素（GCLC）を欠失させたT細胞がグルタチオン（GSH）合成に与える影響を研究し、TH17細胞が産生するIL-22が腸の保護においていかに重要であるかを探討した。恒常状態下では、GCLC欠乏は細胞因子の分泌を変えない。しかし、病原菌Citrobacter rodentiumに感染したマウスでは、ROSが増加しミトコンドリアの機能とTFAMが駆動するミトコンドリア遺伝子発現を破壊し、細胞ATPが減少、PI3K/AKT/mTOR経路を...

新たなタンパク質Cytb-187aaが哺乳類の初期発育を調節する 学術的背景 ミトコンドリアは細胞にエネルギーを供給する多機能な細胞小器官であり、エネルギー供給だけでなく、細胞のアポトーシス調節、細胞シグナル伝達、さまざまな生合成経路の調節にも関与しています。これらの多機能の中で、ミトコンドリア内の物質は細胞質や細胞核に放出され、シグナル分子として作用します。例えば、ミトコンドリア反応性酸素種（reactive oxygen species, ROS）やカルシウムイオン（Ca2+）は細胞質内に放出され、細胞アポトーシスや細胞運命の決定に関与します。また、ミトコンドリアRNAやペプチド物質の放出も、さまざまな代謝ストレス応答や生物学的過程において重要な役割を果たしています。 既存の研究では、ミ...

AIFM1遺伝子のミスセンス変異による、ミトコンドリア機能障害とリボフラビン欠乏不耐性 研究背景 ミトコンドリアは二重膜構造を持つ細胞小器官で、有核真核細胞に存在し、主に酸化的リン酸化によってアデノシン三リン酸(ATP)を産生し、細胞にエネルギーを供給しています。ミトコンドリアは独自のゲノムを持ち、ミトコンドリア呼吸鎖複合体に関与する13種類のタンパク質をコードしていますが、その他のミトコンドリアタンパク質は核ゲノムによってコードされ、ミトコンドリアに輸送されます。その中で、アポトーシス誘導因子(Apoptosis-Inducing Factor, AIFM1)はX連鎖AIFM1遺伝子によってコードされるミトコンドリアフラビンタンパク質で、カスパーゼ非依存性細胞死に関与し、呼吸鎖複合体の生合...

遺伝子コード化電圧インジケーター(GEVIs)のミトコンドリア標的応用 背景と研究動機 ミトコンドリアは真核細胞のエネルギー工場として、生体エネルギー変換、代謝物合成、細胞生存、カルシウム貯蔵、熱産生など、多くの細胞プロセスで重要な役割を果たしています。脳や心臓など、好気的代謝を大量に必要とする器官では、ミトコンドリアの正常な機能が特に重要です。ニューロンや心筋細胞の静止膜電位の維持には大量のエネルギーを必要とし、これは主にナトリウム-カリウムポンプ（Na+/K+ ATPase）によって実現されます。ミトコンドリア内膜には、キャリア、イオンチャネル、イオンポンプが含まれており、様々な物質の輸送を担当し、ミトコンドリア膜電位（MMP, ψm）を生成し影響を与えています。ψmは、エネルギー生産、...