2016 Fiscal Year Research-status Report
RNA／タンパク質の一分子同時イメージング法を用いた細胞分裂機構の解明
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16K14765
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
竹内 雅宜 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (00332271)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | mRNA / タンパク質 / 細胞分裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核生物の形態形成では，細胞分裂の制御は根源的かつ必須な現象である．しかし，動植物間では分裂様式は大きく異なり，植物ではCell plate 形成を介した分裂様式を，動物では収縮環形成を介した分裂様式をとる．いずれの分裂様式においても，細胞骨格系と細胞内タンパク質輸送系に関わる分子群が重要な機能を果すことが知られているが，その知見は，もっぱらタンパク質レベルのものに限られており，mRNA レベルでの知見はほぼ皆無である．本研究課題では，内在性mRNA とタンパク質を同時に,ライブで一分子可視化できる蛍光検出法を開発し，細胞分裂において機能する分子群のmRNA／タンパク質の両レベルでの制御を時空間的に明らかにして行く． 植物細胞の Cell plate 形成に関わる分子群の解析では，タバコ培養細胞BY-2を実験材料として用い，Cell plate 構造体を構成する細胞骨格系分子群として，チューブリン，Cell plate において局在する細胞内タンパク質輸送系の分子群として，SNARE タンパク質KNOLLEに注目した．これらのタンパク質分子を可視化するために，赤色蛍光タンパク質mCherryやtagRFPとの融合遺伝子を作製し，バイナリーべクターに組み込んだ．BY-2細胞において一過的に発現させたところ，分裂時に確かにCell plateに局在することが分かった．次に，チューブリンとKNOLLEのmRNAを可視化するために，各々のmRNA内の２箇所の部位を認識するRNA結合タンパク質Pumの変異体を4種類作製した．それぞれをGFPのN末断片，C末断片との融合遺伝子を作製し，バイナリーべクターに組み込んだ．これらのプローブをBY-2細胞において一過的に発現させたところ，いずれの場合も再構成されたGFPの蛍光は検出されなかった．現在、その原因を詳細に検討している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
チューブリンとKNOLLEのmRNAを可視化するために作製したプローブをBY-2細胞において発現させた場合に，いずれの場合も蛍光が検出されていないため．
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| Strategy for Future Research Activity |
チューブリンとKNOLLEのmRNA可視化プローブに関しては，変異型Pumの認識部位の変更，認識部位間の距離の調整などを行い，検出能の改良に努め，植物細胞系の研究を引き続き行う．また，研究計画にあるように，動物細胞の収縮環形成に関わる細胞骨格系と細胞内タンパク質輸送系の分子のmRNA とタンパク質の同時一分子可視化解析を行い，細胞分裂時に機能する分子群のmRNA／タンパク質の両レベルでの制御を時空間的に明らかにして行く．
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| Causes of Carryover |
植物細胞系mRNA検出プローブの開発に難航しているため，解析対象となる分子の確定が遅れている．そのため，研究関係の抗体や遺伝子等の物品購入が大幅に遅れている．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
上述の研究の遅れを取り戻して，研究関係の物品購入を進めて行くことを目指す．
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