細胞性粘菌の新規ハイブリッド型酵素により合成される走化性制御物質の作用機構の解明

• Project/Area Number: 14J05247
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Cell biology
• Research Institution: Sophia University
• Principal Investigator: 成田 隆明 上智大学, 理工学部, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥2,170,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2015: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: 生理活性物質 / 走化性 / 形態形成 / 細胞性粘菌 / ポリケタイド / cAMPシグナリング

Outline of Annual Research Achievements

細胞性粘菌Dictyostelium discoideumが合成している4-methyl-5-pentylbenzene-1,3-diol (MPBD)は、D. discoideumの胞子成熟を誘導するだけでなく、これまでにほとんど報告がない走化性制御物質である。昨年度は、MPBDがD. discoideumのcAMPに対する走化性運動に必要なcAMPシグナリング関連遺伝子の発現制御を行うことで、細胞集合を制御していることを明らかにした。本年度は、MPBDによる走化性制御のさらに詳細な作用機構を解明するため、MPBDの胞子成熟誘導時における受容体とされているGタンパク質共役受容体 (CrlA)の遺伝子破壊株の作製・解析を行った。
これまでに報告されているCrlA遺伝子破壊株は、MPBD欠損株とは異なる親株(KAx3)由来であったため、MPBD欠損株と同じ親株(Ax2)由来の破壊株を作製した。得られた破壊株(Ax2/crlA-株)の発生初期における表現型を解析したところ、MPBD欠損株とは異なり細胞集合に欠損は見られなかった。つまり、MPBDは発生初期にはCrlAを介して作用しておらず、胞子成熟誘導時の機構とは異なる作用機構で細胞集合を制御していると考えられた。ところが、驚くべきことにAx2/crlA-株は胞子形成にさえ欠損が全く見られなかった。PKAC過剰発現株を用いたバイオアッセイにより、Ax2/crlA-株は実際にMPBDに応答することができることも確認した。これらの結果は、Ax2株においては胞子成熟誘導時でさえ「CrlAはMPBDの受容体ではない」ことを示しており、これまでの報告を覆す重要な結果となった。
本成果の意義・重要性は、これまでの報告を覆しただけでなく、解析に用いる細胞株を統一することの重要性を示した点にある。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The Hybrid Type Polyketide Synthase SteelyA Is Required for cAMP Signalling in Early Dictyostelium Development. (2014)
  • Author(s): Takaaki B. Narita, Zhi-hui Chen, Pauline Schaap, Tamao Saito
  • Journal Title: PLoS One Volume: 9 Issue: 9 Pages: e106634-e106634
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0106634
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] 4-methyl-5-pentylbenzene-1,3-diol (MPBD)の作用機構の解明に向けて －MPBDは発生初期においてもCrlAを介して作用しているのか？－ (2015)
  • Author(s): 成田隆明、齊藤玉緒、Pauline Schaap
  • Organizer: 日本細胞性粘菌学会第5回例会
  • Place of Presentation: 弘前大学農学生命科学部（青森県・弘前市）
  • Year and Date: 2015-10-10
• [Presentation] SteelyAの発生初期における役割 (2014)
  • Author(s): 成田隆明, Zhi-hui Chen, Pauline Schaap, 齊藤玉緒
  • Organizer: 日本細胞性粘菌学会第４回例会
  • Place of Presentation: 東北大学（宮城県仙台市）
  • Year and Date: 2014-10-11 – 2014-10-12
• [Presentation] SteelyA is required for cAMP signalling during early Dictyostelium development. (2014)
  • Author(s): Takaaki B. Narita, Zhi-hui Chen, Pauline Schaap, Tamao Saito
  • Organizer: Dicty 2014 Annual International Dictyostelium Conference
  • Place of Presentation: Potsdam（Germany）
  • Year and Date: 2014-08-03 – 2014-08-07