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2019 Fiscal Year Research-status Report

タンパク質の限界発現量から探る細胞の処理能力

Research Project

Project/Area Number 18K19300
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

守屋 央朗  岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (60500808)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 紀藤 圭治  明治大学, 農学部, 専任准教授 (40345632)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords酵母 / 過剰発現 / 処理能力
Outline of Annual Research Achievements

背景と目的 タンパク質はその機能発現の過程で、合成・折りたたみ・輸送・分解など様々なプロセスで処理を受ける。これらのプロセスは、そこに割かれている資源の量に依存して、異なった処理能力を持っていると考えられる。しかし、これまで細胞内プロセスの処理能力が調べられたことはない。本研究では、申請者らが開発してきた、タンパク質の限界発現量(増殖を阻害するぎりぎりの発現量)が測れる遺伝子つなひき法とタンパク質定量により、出芽酵母の特定のプロセスで処理されるタンパク質のうち最も高い限界発現量を持つものを同定し、それを指標タンパク質とすることで、細胞内のプロセス―特にタンパク質合成と輸送プロセスの処理能力を明らかにする。本研究から、細胞内プロセスの処理能力という細胞の新しい側面が見えてくるとともに、処理能力への過負荷という、タンパク質の過剰発現による増殖阻害の全く新しいメカニズムが提唱される。さらに本研究の成果は、細胞工学に革新をもたらすとともに、新しい概念に基づいた癌治療の標的の発見につながる可能性がある。

研究実績 本研究では特に解糖系タンパク質酵素群を指標タンパク質として合成、輸送の処理能力の評価を行った。その結果、合成の処理能力は全タンパク質の15%、輸送の処理能力は全タンパク質の1%程度と見積もることができた。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当初の目的である、指標タンパク質を使った細胞の処理能力の評価が順調に行えているため。

Strategy for Future Research Activity

解糖系タンパク質以外のタンパク質についても良い指標タンパク質を探し、さらに処理能力の検討と能力を決める制限因子の同定を進める。

Causes of Carryover

2019年度の研究に従事する予定だった研究補助員が遠方に異動し、研究を計画通り進めることが困難となった。後任の研究補助員の採用に時間を要したが、2020年度4月から新たに研究補助員となる人材が見つかったことから、1年間の研究機関の延長を申請した。

  • Research Products

    (11 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Invited: 1 results) Remarks (2 results)

  • [Int'l Joint Research] トロント大学(カナダ)

    • Country Name
      CANADA
    • Counterpart Institution
      トロント大学
  • [Journal Article] Development of an experimental method of systematically estimating protein expression limits in HEK293 cells2020

    • Author(s)
      Mori Yoshihiro、Yoshida Yuki、Satoh Ayano、Moriya Hisao
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-020-61646-3

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The expression level and cytotoxicity of green fluorescent protein are modulated by an additional N-terminal sequence2020

    • Author(s)
      Moriya Hisao、Graduate School of Environmental and Life Sciences, Research Core for Interdisciplinary Sciences, Okayama University
    • Journal Title

      AIMS Biophysics

      Volume: 7 Pages: 121~132

    • DOI

      10.3934/biophy.2020010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Yeast screening system reveals the inhibitory mechanism of cancer cell proliferation by benzyl isothiocyanate through down-regulation of Mis122019

    • Author(s)
      Abe-Kanoh Naomi、Kunisue Narumi、Myojin Takumi、Chino Ayako、Munemasa Shintaro、Murata Yoshiyuki、Satoh Ayano、Moriya Hisao、Nakamura Yoshimasa
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 9 Pages: -

    • DOI

      10.1038/s41598-019-45248-2

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 過剰発現が適応的に働く遺伝子の体系的同定2019

    • Author(s)
      守屋央朗
    • Organizer
      日本進化学会第21回大会
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Genetic profiling of protein burden and nuclear export overload2019

    • Author(s)
      金高令子、Charlie Boone、守屋央朗
    • Organizer
      ICYGMB 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Systematic Identification of Genes whose Overexpression Positively Affect Fitness in Various Environments2019

    • Author(s)
      佐伯望、守屋央朗
    • Organizer
      ICYGMB 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 過剰発現実験により探るプロテオームの拘束条件2019

    • Author(s)
      守屋央朗
    • Organizer
      日本遺伝学会第91回大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Systematic Identification of Genes Whose Overexpression Works Adaptively Using the ADOPT System2019

    • Author(s)
      佐伯望、守屋央朗
    • Organizer
      The 20th International Conference on Systems Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 岡山大学異分野融合先端研究コア・システム細胞学研究室

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HMlab/

  • [Remarks] 酵母とシステムバイオロジー(ブログ)

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HM_blog/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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