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2017 Fiscal Year Research-status Report

細胞内新規膜構造形成の分子メカニズム

Research Project

Project/Area Number 17K07377
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

須田 恭之  筑波大学, 医学医療系, 助教 (10553844)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords生体膜 / 膜輸送 / 出芽酵母 / 胞子形成
Outline of Annual Research Achievements

本研究は新規膜構造形成のメカニズムを出芽酵母の前胞子膜形成をモデルとして明らかにすることを目的として行った。細胞内膜輸送における輸送小胞のターゲット膜との融合は次のような過程で進行する。1)GTP交換因子により活性化したRab GTPaseが輸送小胞上にターゲットされ、2)RabGTPaseのエフェクターとして繋留複合体がリクルートされる。続いて3)SNARE分子の会合により小胞とターゲット膜が融合する。この一連の過程は多くの生物で共通しているが、ターゲット膜が存在せず細胞内に全く新しい膜構造が生成される過程については未知な点が多い。すなわち、新規膜構造形成ではドナーとなる小胞同士の融合により新たなターゲット膜が生成すると考えられ、小胞同士の融合が不可欠である。そこで申請者は、細胞内新規膜構造形成のモデルとなる出芽酵母の胞子形成における前胞子膜形成に関して解析を進めている。これまでに申請者は、前胞子膜形成過程において細胞内膜輸送においてスイッチとして機能するRab GTPase Sec4の活性化が機能することを示した。しかしながら、Rab GTPaseの下流にてどのような因子が機能するか、その詳細については解析が進んでいない。本研究では、Rab GTPaseの下流で機能しうる繋留複合体に焦点を当て、ポストゴルジ小胞がどのように繋留から融合を経て前胞子膜を形成するか解析を行った。
今年度は繋留複合体の条件特異的機能欠損株を利用して解析を試みた。その結果、栄養増殖時にSec4の下流にて機能する繋留複合体分子の発現量は著しく低いことがわかった。また、繋留複合体を形成する因子の翻訳後修飾が栄養増殖時と相違があるか検証する目的で、酵母菌株の作製を行った。次年度以降に行うイメージングによる解析のため繋留複合体を形成する因子の可視化を従来の方法通り行い、前胞子膜上への局在が確認された。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

薬剤によりターゲットタンパク質をプロテアソーム依存的に分解する系を用い、出芽酵母の減数分裂および胞子形成時特異的にターゲットタンパク質の分解を試みた。繋留複合体タンパク質の栄養増殖時における分解は効率的に行われることは確認できたが、減数分裂、胞子形成時に当該タンパク質の分解の効率は格段に低いことが明らかになった。現在は実験系の改善を図るとともに、発現抑制株における解析を進めている。

Strategy for Future Research Activity

現状でやや遅れている胞子形成時特異的にターゲットタンパク質の分解の系の改善を図るとともに、これまでに作製した前胞子膜局在タンパク質のイメージング解析を進める。さらにRab GTPaseの下流にて機能する繋留複合体について、栄養増殖時と胞子形成時の複合体の形成や他の因子との結合、さらに翻訳後修飾に関して生化学的に解析する。

Causes of Carryover

必要な消耗品にて全額を支出することがかなわなかったため。
今後の計画に沿い、研究に必要な試薬、消耗品にて全額を支出する予定である。

  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017

All Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (8 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Regulation of ER-Golgi Transport Dynamics by GTPases in Budding Yeast2018

    • Author(s)
      Suda Yasuyuki、Kurokawa Kazuo、Nakano Akihiko
    • Journal Title

      Front. Cell Dev. Biol.

      Volume: 5 Pages: 122

    • DOI

      10.3389/fcell.2017.00122

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Activation of Rab GTPase Sec4 by its GEF Sec2 is required for prospore membrane formation during sporulation in yeast Saccharomyces cerevisiae2017

    • Author(s)
      Suda Yasuyuki、Tachikawa Hiroyuki、Inoue Ichiro、Kurita Tomokazu、Saito Chieko、Kurokawa Kazuo、Nakano Akihiko、Irie Kenji
    • Journal Title

      FEMS Yeast Res.

      Volume: 18 Pages: fox095

    • DOI

      10.1093/femsyr/fox095

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dynamic localization of a yeast development-specific PP1 complex during prospore membrane formation is dependent on multiple localization signals and complex formation.2017

    • Author(s)
      Tsuyoshi S Nakamura, Yumi Numajiri, Yuuya Okumura, Junji Hidaka, Takayuki Tanaka, Ichiro Inoue, Yasuyuki Suda, Tetsuo Takahashi, Hideki Nakanishi, Xiao-Dong Gao, Aaron M Neiman, and Hiroyuki Tachikawa
    • Journal Title

      Mol. Biol. Cell

      Volume: 28 Pages: 3881-3895

    • DOI

      10.1091/mbc.E17-08-0521

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cytoplasmic deadenylases Ccr4 regulates not only LRG1 mRNA level through po;y(A) shortening but also the translation of LRG1 mRNA in the stationary phase.2017

    • Author(s)
      Kenji Irie, Duong Long Duy, Yasuyuki Suda
    • Organizer
      Cutting edge development in RNA biology for the control of gene expression
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Cytoplasmic deadenylases Ccr4 is required for translational repression of Puf5 mRNA targets in the stationary phase.2017

    • Author(s)
      Duong Long Duy, Yasuyuki Suda, Kenji Irie
    • Organizer
      Cutting edge development in RNA biology for the control of gene expression
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポリA分解酵素Ccr4はLRG1 mRNAのポリ(A)鎖長と翻訳を制御する。2017

    • Author(s)
      Duong Long Duy, 須田恭之, 入江賢児
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第50回研究報告会
  • [Presentation] Cytoplasmic deadenylases Ccr4 and Pop2 are required for translational repression of LRG1 mRNA in the stationary phase.2017

    • Author(s)
      Arvin Lapiz Valderrama, Duong Long Duy, Yasuyuki Suda, Kenji Irie
    • Organizer
      28th International Conference on Yeast Genetics and Molecular Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Membrane traffic in Saccharomyces cerevisiae2017

    • Author(s)
      Yasuyuki Suda
    • Organizer
      Special seminar in College of Life Science, National Taiwan University
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Cytoplasmic deadenylases Ccr4 is required for translational repression of LRG1 mRNA in the stationary phase.2017

    • Author(s)
      Duong Long Duy, Yasuyuki Suda, Kenji Irie
    • Organizer
      第19回日本RNA学会年会
  • [Presentation] 出芽酵母Sec2の胞子形成における役割2017

    • Author(s)
      須田恭之, 舘川宏之, 中野明彦, 入江賢児
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会
  • [Presentation] 出芽酵母の前胞子膜伸張に必須なPP1ターゲティングサブユニットGip1の解析2017

    • Author(s)
      中村毅, 奥村裕哉, 井上一朗, 須田恭之, 舘川宏之
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会大会

URL: 

Published: 2018-12-17  

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