細胞 け コン DNA 維持機構 発見
～生 細胞 コン DNA 増え 様子 観察～
名古屋大学大学院理学研究科 研究科長：杉山 直 佐々木 成江 ささ
え 准教授 佐々木 妙子 ささ えこ 大学院生 名古屋大学 ン
生 子研究所 ITbM 佐藤 良勝 さ う 特任講師 東
山 哲也 ひ や や 教授 研究 細胞 中 ネ 作
コン 含 DNA mtDNA 細胞 中 増え いく様子
え こ 初 成 mtDNA 常 維持さ 仕組 明
mtDNA コン 核様体 核様体
注1いう構造体 中 収納さ
一 細胞 中 核様体 数百個含 い 増殖 細胞 中 核
様体 数 常 維持さ い場合 コン 機能 全 重大 疾患
引 起こ 細胞内 核様体 数 う 維持さ い
いう基本的 仕組 わ い せ 研究 生 細胞
内 核様体 観察 結果 核様体 数 細胞周期
注2
特定 時
期 増 mtDNA 複製 連動 適 維持さ い こ 発見
さ 核様体 頻繁 接着や解 様子 捉え こ 成 こ 動
態制御 核様体数 維持 重要 あ こ 初 明 こ 発
見 mtDNA 維持 基本原理 迫 あ 将来的 mtDNA 減少 起因
疾患 発生機序 解明 こ 期待さ
こ 研究成果 米国科学雑誌 Scientific Reports サ ン
ン ン版 成 29 9 月 12 日 火 午後 6 時 日本時間 公
開さ
ン
■細胞周期 け 核様体 生 細胞 観察 こ 初 成
■細胞周期 特定 時期 核様体数 mtDNA複製 連動 増 こ 初 示
■核様体 維持 核様体 動態制御 重要 あ こ 初 示
研究 背景
コン 細胞内 ネ く 器官 コン 約20億 前
祖 細菌 細胞 共生 誕生 考え 痕跡
コン 独自 DNA コン DNA; mtDNA 持 い 生体内 mtDNA
コン 核様体 核様体 構造体 収納さ 核様体 数 常 維持
く コン ネ 作 く 重大 疾患
細胞 場合 1 細胞あ 数百個 核様体 存在 い 図1 核様体 非常 さく観察 困 次々 裂 増殖 細胞 中 数百個 あ 核様体
数 う 維持さ い いう 非常 基本的 仕組 明 い せ
図 ． 細胞内 コン 核様体
研究 内容
本研究 高感度 DNA 検出 蛍 色素SYBR Green I 用い mtDNA 選択的
染色 方法 開発 さ 核 色 細胞周期 細胞 Fucci2-HeLa 細胞 注3
用い こ 生 細胞 細胞周期 け 核様体 解析 こ 初 成 図2
図 ．細胞周期 け コン 核様体 観察方法 開発
細胞周期 様々 時期 核様体 数 調べ こ 核様体 数 細胞周期 G1期 核DNA合 成準備期 G2期 裂準備期 間 約2倍 増 裂 伴 等 配さ こ 明
図3A 核様体 数 顕著 増 い S期 核DNA 複製期
核様体 数 増え 時期 mtDNA複製 活発 起 時期 一致 い 図3B
薬剤 ン
注4
用い mtDNA複製 停 させ 核様体数 増 起
こ く こ わ 図3C こ こ 核様体数 増 mtDNA 複製 必
要 あ こ 示 い
図 ．細胞周期 け コン 様体数 mtDNA複製 制御
A 細胞周期 様々 時期 核様体数 B 細胞周期 け mtDNA複製 様子
C mtDNA複製 停 させ 核様体数 変化
生 細胞内 核様体 動 観察 こ 核様体 細胞周期 時期 い 接着 解 繰 返 図4A こう 動 細胞全体 1 あ 数百回 いう高頻度 繰 返 い こ 明 さ mtDNA 結合 ン 質 あ TFAM Mitochondrial transcription factor A 注5 減少 接着後 解 くく
結果 核様体 巨大化 数 減少 図4B 以上 こ 核様体 動態 制御 核様体数 維持 重要 あ こ 初 明
図 ．生 細胞内 コン 核様体 観察
A 核様体 接着 解 様子 B TFAM 減少 時 核様体 変化
成果 意義
生 細胞内 コン 核様体 増え 様子 観察 こ 初 成 細
胞内 mtDNA い う 増え い いう mtDNA維持 基本的 仕組 明
生 細胞内 け 核様体 動態 詳細 解析
動態制御 mtDNA維持 重要 あ こ 明 こ 発見 mtDNA
維持機構 研究 け 一 け く 将来的 mtDNA 減少
起因 疾患 発生機序 解明 こ 期待さ
用語説明
注1) コン 核様体
数 子 mtDNA ン 質 折 構造体
注2) 細胞周期
細胞 裂 次 裂 サ 周期 1周期 核DNA合成準備期 G1期 核DNA合成期 S期 裂準備期 G2期 裂期 M期 4 時期 成
注3) Fucci2-HeLa細胞
HeLa 細胞 Fucci2 入 細胞株 細胞周期 時期 応 核 色 変化
本実験系 い 核 色 裂直後 無色 G1期 赤 S期前期～中期 ン S期後期～M期 緑 呈
注4) ン
mtDNA複製 阻害剤 mtDNA複製 特異的 あ 核DNA複製 影響 え い
注5) TFAM
核様体 中 mtDNA 結合 mtDNA 折 い ン 質
論文名
Live imaging reveals the dynamics and regulation of mitochondrial nucleoids during the cell cycle in Fucci2-HeLa cells.
Fucci2-HeLa細胞 ン 明 さ 細胞周期 け コン
核様体 動態 制御
DOI: 10.1038/s41598-017-10843-8
