2018 Fiscal Year Annual Research Report
マラリア原虫の寄生コミットメントを決定する分子機構の解明
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18J23320
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
村田 優穂 三重大学, 医学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | マラリア / スポロゾイト / 肝臓感染 / 転写因子 / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
30年度は以下の研究を実施した。
表現型解析系の開発：寄生に必須なP36pまたはP41と通過に必須なSPECT2のダブルノックアウト原虫(P36p-SPECT2-dKO, P41-SPECT2-dKO)を用いて、表現型の解析系を確立した。これにより、目的の遺伝子とSPECT2のダブルノックアウト原虫をHepG2-mCHerryに感染させて蛍光顕微鏡で観察することで、”寄生”に必須な遺伝子をスクリーニングすることが可能になった。
転写因子AP2-Sp2の解析：本年は、近年の研究でスポロゾイト期の新たな転写因子として報告されたAP2-Sp2について発現時期と標的遺伝子を明らかにした。AP2-Sp2は中腸におけるスポロゾイト形成期に発現し、その標的遺伝子にはスポロゾイトの形態形成に必要な骨格蛋白やスポロゾイトのオルガネラを構成する蛋白質が、ほぼすべて含まれていた。以上の結果から、AP2-Sp2はスポロゾイトの構造蛋白質の発現量をスポロゾイト形成期に増加させるために必要な転写因子であると考えられた。
中腸スポロゾイトおよび唾液腺スポロゾイトの遺伝子発現比較解析：スポロゾイトは蚊の中腸から唾液腺に移動して初めて、肝細胞への感染能を獲得することが知られている。そこで中腸スポロゾイトと唾液腺スポロゾイトそれぞれからRNAを抽出して、次世代シークエンサーを用いて発現解析を行った。その結果、中腸で発現量の多い遺伝子としてIMCなど構造蛋白群やRONなどスポロゾイトのオルガネラ蛋白質が同定された。一方、唾液腺で発現量の多い遺伝子には既知の唾液腺スポロゾイトで発現の増加する遺伝子(UIS)が含まれていた他、種々のシグナル伝達系に関わる遺伝子が同定された。
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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
表現型解析系の開発は今後に行う目的遺伝子の機能解析に必須であり、この課題を初年度中に完了できたことは期待通りの進展といえる。また、転写因子AP2-Sp2の標的遺伝子の同定は世界で初めての成果であり、さらに中腸スポロゾイトおよび唾液腺スポロゾイトの遺伝子発現比較解析はこれまで技術的に困難であった研究課題を克服した成果である。これらの研究結果から、”寄生”コミットメントを制御する分子をより正確に予測することが可能になるため、本研究の目的に向けて順調に前進できていると考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでに得たスポロゾイト期特異的な転写因子の標的遺伝子と中腸スポロゾイトおよび唾液腺スポロゾイトの遺伝子発現比較解析の結果から、”寄生”コミットメントの制御を担う分子を予測し、CRISPR/Cas9 システムによりSPECT2とのダブルノックアウト(dKO)原虫をハイスループットに作成する。作成したdKO原虫をmCherry発現肝細胞に感染させ、”寄生”が起こらなくなる分子を同定しする。得られた遺伝子情報を統合することで、6-cysタンパク質に始まる一連のシグナル伝達系を明らかにする予定である。
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