2019 Fiscal Year Research-status Report
Studies on novel physiological functions and regulatory mechanisms of inorganic polyphosphate in eukaryotes
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19K06647
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
武田 鋼二郎 甲南大学, 理工学部, 准教授 (90426578)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ポリリン酸 / 細胞寿命 / オートファジー / リン酸 / 分裂酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリリン酸（PolyP）は，数個から数百の無機リン酸が重合した高分子であり，全ての生物が有すると言われている。PolyPにはリン酸貯蔵体としての役割がある一方，血液凝固，エネルギー代謝やタンパク質の安定性への関与，PolyP化というタンパク質の翻訳後修飾の発見なども報告されている。PolyPは単なる貯蔵体を超えた生体分子ということになるが，まだ未発見の機能や制御系の存在が予想される。PolyPは既に社会利用されていることから，その細胞に及ぼす影響や新しい生理活性，制御機構の理解は，基礎・応用両面で重要である。申請者はPolyPを過剰蓄積する分裂酵母変異株（Δpqr1）を発見し，この変異株では栄養飢餓時にオートファジー依存的タンパク質分解に異常をきたし細胞寿命が短縮することを見出した。本研究では，この発見と分裂酵母変異株を活用し，「真核細胞におけるPolyPの新しい生理機能と進化的に保存された制御系を解明する」ことを目的とする。本研究で追求したい中心的な問いかけは、(A) PolyPの新規生理機能、(B) PolyPに関わる遺伝子群の網羅的同定、(C) PolyP量の変化や異常に対する細胞応答の全体像の理解、の３点である。2019年度は，(A)に関しては，細胞寿命，オートファジーとPolyPとの関連性についてのこれまでの研究をさらに推進した。(B)に関しては，Δpqr１変異体の抑制変異体スクリーニングのための条件検討をおこなった。しかし，網羅的な実験に適した条件はまだ見つかっていない状態である。2020年度には，市販の分裂酵母遺伝子破壊株ライブラリを用いて，異なる方法で(B)の目的を追求する予定である。(C)に関しては，PolyP量撹乱時のトランスクリプトーム変化の解析を予定していたが，条件は検討したものの，実施することができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本研究提案の端緒となった、ポリリン酸とオートファジー、細胞寿命維持に関する研究は順調に進展しており、2020年度中の論文出版を視野にいれている。しかしながら、PolyPに関わる遺伝子を同定するための、Δpqr1抑制変異体スクリーニングとPolyP量撹乱時のトランスクリプトームに関しては、条件検討が終了していないため、全体としてはこのような評価とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリリン酸とオートファジー、細胞寿命維持に関する研究(A)については，2020年度中の論文出版を目指し、さらに必要なデータの取得などの足場固めを行う。
PolyPに関わる遺伝子群の網羅的同定(B)については，分裂酵母遺伝子破壊株ライブラリを用いて遺伝学的相互作用を解析することで，PolyPに関わる遺伝子の同定に挑戦する。具体的には、リン酸を過剰に取り込む結果、PolyPが過剰蓄積するΔpqr1や、PolyPを合成できないΔvtc4と遺伝学的相互作用する因子の同定を目指す。
PolyP量の変化や異常に対する細胞応答の全体像の理解(C)についても，共同研究などによって，2020年度中に解析に着手することを目指している。
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| Causes of Carryover |
2019年度は、トランスクリプトーム解析に至らなかったため、予定よりも執行額が少なく、次年度使用額が生じた。2020年度は、分裂酵母遺伝子破壊株ライブラリを用いた遺伝学的相互作用のスクリーニングを企画しており、必要なプラスチック消耗品などが増加すると考えられるので、トランスクリプトーム解析費用に加え、消耗品費として使用したい。
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Research Products
(6 results)
