2018 Fiscal Year Annual Research Report
繊毛と基底小体における「９」を基本とする微小管構造の機能的意義の解明
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18H02475
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
広野 雅文 法政大学, 生命科学部, 教授 (10212177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曽和 義幸 法政大学, 生命科学部, 准教授 (10519440)
西川 正俊 法政大学, 生命科学部, 助教 (30444516)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 繊毛軸糸 / 周辺微小管 / クラミドモナス / 基底小体 / 超解像蛍光顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，ほとんどの真核生物繊毛の周辺微小管が普遍的に9本であることの意味を解明するため， 8または10本の微小管からなる繊毛を高頻度で形成するクラミドモナス株を樹立し，繊毛の微小管数と繊毛機能の相関を調べることを目指す．本研究の申請以前に我々は，繊毛の形成基部である基底小体の微小管数は，カートホイールという9回対称性の放射状構造と，それとは独立の未知の機構が協調して決定することを明らかにした．
今年度は，目的のクラミドモナス株を樹立するため，微小管数を決定する構造要因の１つであるカートホイールを除外した上で，タンパク質の長さが短くなるように遺伝子改変したBld10pを発現する株を樹立し，その株の基底小体構造を電子顕微鏡で観察した．その結果，この発現株では，微小管の間の距離が短縮し，その数が8本の基底小体が高頻度で形成されることが明らかになった．これまでカートホイールに依存しない微小管数決定機構は不明であったが，Bld10pがその機構の中心的な役割を担うことが初めて明らかになった．
また，超解像蛍光顕微鏡によって繊毛軸糸を観察する予備実験として，顕微鏡の光軸方向（試料面のZ軸方向）に蛍光像を高解像度で再構成するため，自己明滅する蛍光色素HMSiRを用いた手法の確立を試みた．本手法の検証用の試料である細菌鞭毛を用いて蛍光色素で標識する条件の検討をおこなった結果，マレイミド基を介して再現性良く蛍光標識して観察できるようになった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
微小管数が9本ではない基底小体を形成するクラミドモナス株を樹立するには，ある程度の試行錯誤が必要だと当初は考えていたが，カートホイール非存在下で主に8本微小管の基底小体を形成する株の樹立に成功した．しかも，このことにより，これまで未知であったカートホイールに依存しない機構の一端を解明することにもつながった．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は，8回対称性のカートホイールを形成するよう改変したSAS-6遺伝子を発現するクラミドモナス株（樹立済み）と，今回改変したBld10pを発現するクラミドモナス株とを交配し，両方を発現する株を樹立する．この株が形成する基底小体と繊毛の微小管をまずは電子顕微鏡で観察し，8本微小管の構造が出現する頻度を検討する．
これと並行して，クラミドモナス繊毛軸糸を蛍光色素HMSiRで染色し，効率よく染色できる条件を探る．
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Research Products
(14 results)
