JoVE - Journal of Visualized Experiments
JoVE Visualize
Contact Us
このページは機械翻訳されています。他のページは英語で表示される場合があります。 View in English

ミトコンドリアと脂質代謝のハイライト

  • 0Howard Hughes Medical Institute, Department of Molecular Biology, Massachusetts General Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA 02114, USA; Broad Institute, Cambridge, MA 02142, USA.
Cell +

|

2020年4月8日

|

2020年4月8日

PubMedで要約を見る

まとめ

この要約は機械生成です。

この研究では,CRISPRスクリーンを用いて,異なる酸素濃度下での細胞生存に不可欠な遺伝子を特定しました. HIFやROSのような 既知の経路を超えて 酸素ホメオスタシスに関与する 新しい遺伝子を明らかにしました

科学分野

  • 細胞生物学
  • 遺伝学
  • 生理学

背景

  • 人間の細胞は酸素の変動に適応するメカニズムを有し,以前の研究は低酸素誘導因子 (HIF) 信号伝達と反応性酸素種 (ROS) を強調しています.
  • 確立された経路を超えて酸素ホメオスタシスに関与する遺伝子の体系的な識別は,細胞の適応と病気を理解するために不可欠です.
  • ミトコンドリア機能と代謝経路は酸素レベルに敏感であることが知られている.

研究 の 目的

  • ゲノム全体のCRISPRスクリーンを用いて,異なる酸素濃度下で細胞の健康に影響を与える遺伝子を体系的に特定する.
  • 既知のHIFとROSのシグナル伝達から独立して,酸素ホメオスタシスに関与する新しい遺伝子と経路を発見する.
  • ミトコンドリアと代謝過程を含む様々な細胞経路の本質に酸素レベルがどのように影響するか探求する.

主な方法

  • ゲノム全体のCRISPRスクリーニングは,21% (ノルモキシア),5% (中等度の低酸素),1% (重度の低酸素) の3つの異なる酸素レベルで行われました.
  • 高いまたは低い酸素条件下で相対的な健康障害を示す遺伝子ノックアウトが体系的に特定されました.
  • ノルモキシアとヒポキシアの生存に不可欠な遺伝子を区別するために比較分析が行われました.

主要な成果

  • 213の遺伝子ノックアウトは高酸素 (21%),109の遺伝子ノックアウトは低酸素 (1%または5%) で相対的な健康障害を示した.
  • コンプレックスIとFe-S生物合成酵素を含む多くのミトコンドリア経路遺伝子は,低酸素でよく成長し,ヒポキシアによってバッファリングされていることが判明しました.
  • 脂質バイオシンセシスとペロキシソーマル遺伝子のノックアウトは,特定の細胞の低酸素条件下では特にフィットネス欠陥を示した.

結論

  • この研究は,既知のHIFとROS経路を超えて,酸素ホメオスタシスに関与する遺伝子の包括的なリソースを提供します.
  • この発見は,細胞のバッファリングメカニズム,特にミトコンドリア経路は,低酸素状態で活性化することを示唆しています.
  • この結果は,酸素濃度によって 疾患の重症度が影響される可能性のある 潜在的遺伝子標的を特定し,治療研究のための新たな道を開きました

キーワード: