小胞体ーミトコンドリア接触のメゾスケール構造解析による形態制御メカニズム解明
計画研究の概要
小胞体とミトコンドリアの物理的な接触（小胞体―ミトコンドリア接触）は多くの細胞において最も顕著に観察されるオルガネラ間接触である。この接触部位においては、異なるオルガネラの脂質膜、タンパク質、核酸、イオンといった複雑な要素が数十nm立方の空間に密集し、まさにメゾスケールの複雑体を形成している。本クロススケール新生物学領域において、我々のグループは、小胞体―ミトコンドリア接触について（1）面積・形状の計測と解析系の開発、（2）サイズ・形状の制御メカニズム解明を、最近我々が開発した深層学習を用いた連続切片電子顕微鏡画像解析手法と分子生物学・生化学的手法を組み合わせ行う。そして、タンパク質間相互作用、相分離 (Phase separation) などの様々な力学的作用を生み出す分子機構と細胞内微細構造を繋ぐことを目指す。
主な研究業績
- Shogo Suga#, Koki Nakamura#, Bruno Humbel, Hiroki Kawai* and Yusuke Hirabayashi* (*Correspondence). An interactive deep learning-based approach reveals mitochondrial cristae topologies. bioRxiv, (2021)
- Saeko Aoyama-Ishiwatari, and Yusuke Hirabayashi* Endoplasmic Reticulum–Mitochondria Contact Sites—Emerging Intracellular Signaling Hubs. Front. Cell Dev. Biol., 9:653828 (2021)
- Yusuke Hirabayashi, Juan Carlos Tapia, and Franck Polleux Correlated Light-Serial Scanning Electron Microscopy (CoLSSEM) for ultrastructural visualization of single neurons in vivo. Scientific Reports, 8;14491 (2018)
- *Yusuke Hirabayashi, *Seok-Kyu Kwon, Hunki Paek, Wolfgang M. Pernice, Maëla A. Paul, Jinoh Lee, Parsa Erfani, Ashleigh Raczkowski, Donald S. Petrey, Liza A. Pon and Franck Polleux (*Equal contribution) ER-mitochondria tethering by PDZD8 regulates Ca2+ dynamics in mammalian neurons. Science, Nov 3;358(6363): 623-630 (2017)