2020 Fiscal Year Research-status Report
Molecular mechanism of nuclear structure construction by interaction between chromatin and nuclear pore complexes
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19K06660
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
淺川 東彦 大阪大学, 生命機能研究科, 准教授 (70399533)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 核膜 / 核膜孔 / クロマチン / 染色体 / 分裂酵母 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核生物では、核膜に包まれた細胞核の中にクロマチンが収納されている。細胞核においては核内膜タンパク質とクロマチンの相互作用によって染色体の機能が調節されることが示唆されているが、クロマチンがどのように調節されるのかその詳細は明らかにされていない。本研究では核膜構成因子のうち核膜孔複合体（NPC）に注目し、クロマチン構造とNPCタンパク質の機能的構造的相互作用の分子機構を明らかにすることを目的としている。2020年度の実績は次の通りである。
(1) NPC遺伝子の多重欠損による合成致死性の検討：前年度に続いて、NPCの中でも核内側に特異的に局在化するNPCタンパク質について遺伝子破壊株を作成した。個別に遺伝子破壊をしても生育に影響のない、非必須NPC遺伝子に注目し、二重欠損変異体を作成したところ、致死性を示すものはなかったが、温度感受性の生長を示す二重欠損変異体を単離することができた。
(2) 分裂酵母の減数分裂で見られる核膜バリア機能の消失の意義：分裂酵母は、減数分裂に伴って細胞内に胞子細胞を新生し、胞子細胞核にゲノムを継承する。酵母では核分裂をしても核膜崩壊はせず、クロマチンは核膜に包まれたまま分配されるが（closed mitosis）、研究代表者は以前に減数分裂の際に核膜のバリア機能が一時的に消失することを発見している。この現象の意義を理解するために解析をおこない、核膜に局在化するプロテアソームサブユニットRpn11がこの過程において一時的に細胞質へ局在を変えることが、次世代の細胞である胞子を正常に形成し、ゲノムを次世代に継承するために必須であることがわかった。
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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
新型コロナウィルスの蔓延により研究活動が制限され、再開後も閉鎖前と同じ活動レベルに戻すのにも時間がかかったため、継続的かつ速やかな研究の遂行に困難があった。活動再開後の実験により、核膜孔複合体遺伝子の二重変異体の表現型を調べ、結果を得た。また減数分裂で見られる核膜バリア機能の消失に関して海外の研究者とも協力して成果をあげた。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に続いて、二重遺伝子破壊の表現型を詳細に解析し、表現型に直接関与する分子を特定することによって温度感受性を示す原因を明らかにする。遺伝的相互作用を示す核膜孔遺伝子を中心に、NPCタンパク質間の相互作用を生化学的に調べる。これらの研究によって、核膜孔蛋白質が互いにどのように機能してクロマチンと相互作用するのか、さらに細胞核の構造の構築や維持に関与するのかを明らかにする。また、NPCが関与すると思われるその他の細胞核の機能や現象にも引き続き視野を広げ、核膜孔蛋白質の機能を追究する。
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| Causes of Carryover |
理由：必要に応じて研究費を執行したために当初の見込み額と実際の執行額が異なった。
使用計画：研究計画には変更はなく当初予定通りの計画を進める。繰越金は次年度の物品費に追加する。旅費、人件費、その他の費目については変更はない。
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[Presentation] Asymmetrical localization of outer ring nucleoporins within the nuclear pore complex in fission yeast2020
Author(s)
Asakawa H, Kojidani T, Matsuda A, Yang H-J, Ohtsuki C, Osakada H, Iwamoto M, Chikashige Y, Nagao K, Obuse C, Hiraoka Y, Haraguchi T.
Organizer
第43回日本分子生物学会年会
Invited
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