2018 Fiscal Year Annual Research Report
Light-mediated regulation of flagellar and ciliary motility by a novel photoreceptor protein
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17H01440
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
稲葉 一男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (80221779)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹田 扇 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (20272429)
昆 隆英 大阪大学, 理学研究科, 教授 (30332620)
若林 憲一 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80420248)
広瀬 恵子 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90357872)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ダイニン / 鞭毛運動 / 繊毛運動 / DYBLUP / 光受容タンパク質 / クラミドモナス / 精子 / 走光性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ダイニン結合BLUF タンパク質（DYBLUP）は、光に応答し直接分子モーターを制御する世界初のタンパク質であり、光による分子モーター制御への応用が期待される。本研究では、DYBLUP が生物の光応答において果たす役割を解明することを目的として、DYBLUP とダイニンモーターの結合様式を構造生物学的に解析する研究と、変異体を用いた機能解析を行うことを目的とする。本年度は、構造解析においては、分子タグとしてBCCPを導入したDYBLUPを用いて、DYBLUP変異体への導入を行った。その結果、70-80%の効率でDYBLUP-BCCPが導入されることがわかった。この鞭毛軸糸をクライオ電子線トモグラフィーで観察したところ、内腕ダイニンf/I1近傍においてBCCPに相当する電子密度が増えることがわかった。さらに詳細な局在解析を、昨年度特定したテザー構造との位置関係も含め、次年度以降行う予定である。また、DYBLUPを欠損するクラミドモナスの変異体を用いた解析から、DYBLUPは弱い青色光に向かう正の走光性、強い光を当てた瞬間に起こる光驚愕反応、および強い光を避ける負の走光性については、野生株と大きな違いは見られなかった。しかし、強い青色光を当てた時に、野生株ではしばらくの間、光源を避けることができるのに対し、変異体では、青色光に寄っていく「馴化」が見られた。一方で、内腕ダイニンf/I1の中間鎖の一つ、IC138が、変異体で過剰リン酸化されていることも見出した。これらの結果は、DYBLUP欠損により、内腕ダイニンf/I1の調節機構が異常になり、青色光に馴化してしまうことを示している。
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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
DYBLUPの局在と構造、クラミドモナス変異体を用いた機能解析は順調に進んでいるが、マウス変異体を用いた解析が予想通り進んでいない。これは、予想に反し、精子や気管の繊毛に大きな違いが観察されなかったことに起因する。
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| Strategy for Future Research Activity |
マウス変異体の解析は、次年度以降、さまざまな組織の繊毛を調べるなど、さらに詳細な解析を進める予定である。
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Research Products
(11 results)
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[Presentation] Calaxin is essential for ciliary formation in nodal monocilia but not in sperm flagella or epithelial multicilia2018
Author(s)
Keita Sasaki, Kogiku Shiba, Akihiro Nakamura, Natsuko Kawano, Yuhkoh Satouh, Daisuke Shibata, Mami Miyado, Shuji Takada, Hironori Ueno, Shigenori Nonaka, Masahito Ikawa, Tadashi Baba, Kenji Miyado, Kazuo Inaba
Organizer
XIII International Symposium on Spermatology
Int'l Joint Research
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