2019 Fiscal Year Research-status Report
繊毛ダイニン前集合におけるMOT48分子の機能探索
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17K15117
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
山本 遼介 大阪大学, 理学研究科, 助教 (10743114)
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2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 繊毛ダイニン / 前集合 / クラミドモナス / MOT48 / ida10-2 / TWI1 / PF13 / PIH1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
運動性繊毛は、繊毛内部の2連微小管上に存在する巨大モータータンパク質複合体「繊毛ダイニン」により駆動される。繊毛ダイニンは、運動性繊毛内へと運び込まれる前に、細胞質内において各種サブユニット(重鎖/中間鎖/軽鎖)から組み立てられることが明らかとなっており、この機構は「前集合/pre-assembly」と呼ばれる。前集合機構の異常は、繊毛ダイニンの組み立て/折り畳み異常を引き起こし、繊毛運動不全を経て、最終的には左右軸逆位/気管支炎/不妊等を含む重篤な人体疾患(原発性繊毛運動不全症)を引き起こす。しかしながら、その重要性にも関わらず、繊毛ダイニン前集合機構に関与するとして同定された因子は未だ限られており、前集合の詳細な分子機構にも謎が多い。
本研究では、2本の運動性繊毛を持つ単細胞緑藻クラミドモナス(Chlamydomonas reinhardtii)を用いて、繊毛ダイニン前集合機構に異常を持つ変異株(ΔMOT48株及びΔTWI1株)の解析を通して、前集合の分子基盤の一端の解明に努めた。MOT48及びTWI1は、両方とも分子内にPIH1(Protein Interacting with Hsp90 1)ドメインを持つシャペロン共因子様タンパク質であり、本研究によってこれらの分子の働きには一定の冗長性と相補性が存在する可能性が示唆された。同時に、MOT48と共に繊毛ダイニン前集合機構に関与すると予想される候補タンパク質の同定にも成功した。
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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
繊毛ダイニン前集合機構への関与が示唆されているMOT48分子のクラミドモナスにおける完全欠損株(ida10-2株)の生化学的解析、及び類似前集合因子TWI1の機能解析を集中的に行った。ida10-2株及びΔTWI1株の生化学的解析を行い、MOT48及びTWI1と細胞質内において協同して繊毛ダイニン前集合機構に関与すると予想される新規因子の探索を行った。同時に、MOT48とTWI1の機能的相互作用解析も行い、MOT48/TWI1の2種のPIHタンパク質と、クラミドモナス内のもう1種のPIHタンパク質(PF13)の前集合における機能には、一定の冗長性/相補性があることが明らかになった。また、MOT48/TWI1の解析に加え、前集合機構に関与すると考えられるFBB18分子について構造的解析を昨年に引き続き行った。また、MOT48の細胞質内における相互作用因子候補についても、クラミドモナスにおける変異株作成や抗体作成の為の組換えタンパク質発現を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方策としては、まず、現在執筆中の「ida10-2株の生化学的解析及び3種のPIHタンパク質の機能的関係を記述した論文」、及び「FBB18分子の構造学的研究を纏めた論文」を国際学術誌に掲載したい。次に、本研究よりMOT48と相互作用する可能性が示唆された新規タンパク質の抗体作成等を含む分子機能解析、及び当該タンパク質を欠損するクラミドモナス変異株の表現型解析を行いたい。最後に、ida10-2株の細胞質内から組み立てが異常になっている繊毛ダイニンを抽出/単離し、電子顕微鏡法等で詳細に分子形状を観察することで、MOT48の繊毛ダイニン前集合機構における具体的な分子機能に迫りたい。
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| Causes of Carryover |
本研究を纏めた論文を当該年度内に発表したかったが、予定よりも遅れて現在修正/執筆中であり、雑誌掲載(公刊)費用が無かったために使用額合計が当初の申請額よりも少額となった。来年度は、論文査読者から指摘された論文の追加実験に纏わる諸経費、及び研究成果の雑誌掲載(公刊)費用等に、持ち越された助成金を使用する予定である。
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[Presentation] Structural/functional analyses on MOT7, a novel light chain of ciliary dynein f/I1.2019
Author(s)
Ryosuke Yamamoto, Yuuhei Nakagiri, Osamu Kutomi, Hiroshi Imai, Chihong Song, Kazuyoshi Murata, Ken-ichi Wakabayashi, Takashi Ishikawa, Kazuo Inaba, Takahide Kon
Organizer
第57回 日本生物物理学会 年会
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[Presentation] Cryo-electron tomography revealed localization of a novel ciliary dynein subunit, MOT7.2019
Author(s)
R. Yamamoto, Y. Nakagiri, O. Kutomi, H. Imai, C. Song, K. Murata, K. Mitsuoka, K. Wakabayashi, T. Ishikawa, K. Inaba, T. Kon
Organizer
生理研研究会
