2015 Fiscal Year Research-status Report
油糧微生物ラビリンチュラ類に備わる独自の油滴形成機構の解明
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15K18740
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
石橋 洋平 九州大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (90572868)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ラビリンチュラ類 / 油滴 / 中性脂質 / スフィンゴリン脂質 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バイオ燃料や機能性脂質の生産源として注目される海洋性油糧微生物であるラビリンチュラ類は、卓越した脂質蓄積能力を有することが大きな特徴である。その主要因は、脂質の貯蔵庫である油滴を大量に形成するラビリンチュラ類の特殊性にある。本研究では、ラビリンチュラ類における油滴形成制御機構を解明することを目的とする。その足掛かりとして、これまでに油滴局在タンパク質のLDRP1の同定や、油滴形成への関与が示唆されるスフィンゴリン脂質であるセラミドホスホリルエタノールアミン（CPE）の構造・機能解析などを行っている。LDRP1を欠損する変異株は油滴の大きさが変化する。質量分析計を用いた脂質の分子種解析を行った結果、LDRP1の欠損変異株は、主な油滴脂質であるトリアシルグリセロール量が大幅に減少することが分かった。LDRP1の欠損変異株にLDRP1を再導入した株を作製した結果、油滴の大きさとトリアシルグリセロール量が回復した。これらの結果より、LDRP1は油滴形成に関与する制御因子であることが示された。CPEに関する研究では、これまで不明であったCPEの分解酵素として新規ホスホジエステラーゼを同定することが出来た。また、ラビリンチュラ類と近縁微生物との比較ゲノム解析により、ラビリンチュラ類だけに存在する油滴脂質の分解酵素遺伝子を見出した。今後、新たに発見されたこれらの遺伝子の発現量を変化させ、油滴の大きさに及ぼす影響を調べていく予定である。ラビリンチュラ類の卓越した脂質蓄積力を生み出す油滴形成機構の解明は、有用脂質の収量を増加させる新たな戦略の構築に結びつくことが期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ラビリンチュラ類から見いだされた油滴局在タンパクであるLDRP１が、油滴の大きさやそこに含まれる中性脂質量を制御することを、質量分析計を用いた脂質組成分析によってより詳細に解析することが出来た。しかしながら、その詳細なメカニズムの解析までには至っていない。その糸口として、LDRP1と相互作用するような未知タンパクの同定を試みているが明確な結果は得られていない。油滴形成との関与が示唆されるCPEの代謝経路を解明することも大きな目標であったが、これに関しては大きな進展があった。ドラフトゲノム解析を活用することで。これまで不明であったCPEの分解酵素として、新規のホスホジエステラーゼを同定出来た。まだその生理機能、油滴との関係性を明らかにするまでには至っていないが、遺伝子が同定できたことでその過剰発現株・欠損株を作製することが可能となった為、今後の発展が期待できる。独自に比較ゲノム解析を行う予定であったが、その矢先にJoint Genome Instituteよりラビリンチュラ類とその近縁微生物のゲノムを比較した解析結果が公開されたため、この情報を活用することにした。ラビリンチュラ類のみが有する遺伝子を探索した結果、油滴に蓄積される中性脂質に作用する分解酵素（リパーゼ）の候補遺伝子を複数見出した。リパーゼ候補遺伝子を大腸菌に導入し、その発現産物の性質を調べた結果、中性脂質トリアシルグリセロールを分解することが分かった。興味深いことに、このリパーゼの遺伝子はラビリンチュラ類の油滴および中性脂質が減少する時期に発現量が高まる傾向が認められた。
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| Strategy for Future Research Activity |
LDRP1に関しては、油滴のサイズや油滴内中性脂質量を制御する明確なデータが得られている為、その詳細なメカニズムの解析を行う必要があると考えている。これまでは抗LDRP1抗体を用いた免疫沈降法による相互作用タンパクの同定を試みてきたが、今後は酵母ツーハイブリッドなどの別の方法を取り入れる。それと並行して、分画した油滴からLDRP1とは別の、新規油滴タンパクを探索・同定することも試みる。リン脂質CPEに関しては、その分解酵素遺伝子を見出したため、その過剰発現や欠損株を作製し、CPE量の変化が油滴形成に及ぼす影響を調べる。また、理化学研究所の小林脂質生物学研究室が開発したCPE結合タンパクを活用し、CPEの細胞内局在を明らかにしていく。新たに見いだされた中性脂質リパーゼに関しては、過剰発現および欠損株を樹立し、中性脂質の組成や油滴の数・大きさへの影響を調べていく。このリパーゼ以外にも、ラビリンチュラ類にのみ存在する遺伝子は多数見いだされている。この遺伝子群の中で、油滴の数や大きさが異なる培養時期で発現量が変化するものをトランスクリプトーム解析によって明らかにし、ラビリンチュラ類における新規油滴制御遺伝子の発見に結び付けたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
次年度使用額19810円では、年度末に予定していた実験に必要とする試薬類を購入することが出来なかった。その範囲内の金額で購入可能な試薬類を購入することも考えたが、基金として次年度に繰り越すことが可能であるということであったので、無理に使用することを控えた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度予算と合わせて、主に物品（試薬類、プライマー等）の購入に使用する予定。
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Research Products
(7 results)
