2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study of the mechanism by which Tetrahymena acquires resistance to actin polymerization inhibitors
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18K06204
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
沼田 治 筑波大学, 生命環境系, 名誉教授 (50189354)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中野 賢太郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50302815)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | テトラヒメナ / アクチン / 細胞骨格ホメオスタシス / アクチン重合阻害剤 / 転写調節 / LITAF / YEATS / 転写調節配列 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アクチンの細胞内濃度の制御機構は不明である。我々は、アクチン重合阻害剤ラトランキュリンA(LA)に対するテトラヒメナの耐性獲得現象を発見した。これには、数十種類の遺伝子転写誘導とアクチン分子の活発な合成分解が伴う。この分子機構の根底には、アクチンの最適な量と品質を感知・制御する「細胞骨格ホメオスタシス」の存在が伺えた。本研究の核心は、「細胞がアクチンの量をどのように感知し、制御するか？」という問いに、LAで撹乱した状態から、テトラヒメナが適切な細胞骨格機能を回復する過程を調べ、解答を得ることである。 研究計画1「細胞が重合してないアクチンの増加を感知し、それが一群の遺伝子の転写誘導を促すのか？」では、ACT1の単量体アクチン量の増加が、ACT2とLA耐性能獲得遺伝子群の発現を誘導すること、LA処理後20分でACT2の発現が誘導されることを発見した。研究計画３「アクチン量の不足を、細胞がどのように感知して、必要なアクチン量を合成するのか？」では、3種類の転写因子（LITAF、YEATS、TCXI1）とACT2発現上昇の関係を詳細に調べた。3種類の遺伝子の発現を抑制しても、LA処理でACT2発現上昇が見られたので、これらがLA耐性能獲得に必須で無いと結論した。しかし、YEATSの過剰発現はLA 耐性能の獲得を早めた。YEATSはLA 耐性能の獲得に補助的に働く可能性がある。次に、ACT2遺伝子の上流に存在する転写調節領域の探索を行い、転写調節領域の候補となる塩基配列TRR1～TRR3を見出した。これら全てを欠損したΔTRR1～3 株ではLA処理後のACT2のタンパク質量が野生株と比較して半減した。この結果から、TRR1～3 は ACT2 の転写に関与している可能性が高いと結論した。これらの配列に結合する転写調節因子の同定が今後の課題である。
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