2020 Fiscal Year Research-status Report
Visualization of cell cycle in phytopathogenic fungus Pyricularia oryzae
| Project/Area Number |
20K06052
|
|---|
| Research Institution | Kobe University |
|---|
Principal Investigator |
池田 健一 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (40437504)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | いもち病菌 / 細胞周期 / 病原性 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
いもち病菌が胞子発芽する過程において、細胞分裂がどのように行われているのか、ヒストンを蛍光タンパク質RFPにて標識した変異株を用いて細胞観察を行った。その結果、胞子懸濁液を滴下した基質の条件により、細胞分裂の速度が異なっていた。すなわち、疎水面においては付着器を形成するが、その時点で細胞分裂は停止する一方で、親水面においては発芽菌糸は伸長し細胞分裂が続いた。興味深いことに、疎水面にプラズマ照射した基質（この基質は根と類似した特徴を持っており、付着器ではなく菌足を形成する）においては、親水面と同様に細胞分裂が続き、菌足が形成された以降はその分裂速度が加速していることが明らかとなった。
さらに、タマネギ表皮においては、侵入菌糸において細胞分裂が急速に加速する現象が認められた。
細胞周期を可視化するためにFUCCIシステムを導入することを試みている。2色の蛍光タンパク質を利用した変異株の作出に成功し、G1期とS/G2/M期を区別して胞子発芽過程における変動周期を明らかにすることができた。しかし、得られた変異株は継代培養中に蛍光強度が低下する現象が認められた。これは導入したプラスミドがいずれも同じプロモーターで制御されている事が原因と考えられたので、それぞれの蛍光タンパク質を発現させるプロモーターを異なるものとし、それら組み合わせを試すことにより、最も安定した蛍光強度が得られる変異体を作製中である。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
FUCCI変異体の作出において、プロモーターの利用に関する課題が明らかとなった。しかし、ヒストンにRFPを標識した変異株を用いることにより、それぞれの基質における細胞分裂の状況を評価することができ、各基質間の違いを明らかとすることができた。この一連の観察において、付着器を形成した際にどのような仕組みで細胞周期が停止しているのか、宿主侵入した時点でどのような仕組みで細胞周期が再開するのか、というスイッチのON/OFF機構の存在を示唆し、さらに、物理的あるいは栄養（化学）的条件の違いにより細胞周期の速度が異なることが示唆され、それら要因の解明が新たな科学的興味につながった。
|
| Strategy for Future Research Activity |
FUCCI変異体について、蛍光強度が高く安定して発現する株の作出に務める。さらに、今回の観察において明らかとされた細胞周期のON/OFF機構や細胞周期速度の調節機構に関して、どのような要因が関与しているのかを明らかとするために、物理的特性の異なる基質における胞子発芽実験、さらに各種栄養素の添加により細胞分裂速度がどのように変化するのかを明らかとしていく。特に、付着器における細胞分裂の停止に関しては、付着器内の膨圧が関与していることが考えられる。近年、膨圧を感知するキナーゼの存在が明らかとなっている事より、これらキナーゼが細胞分裂へ及ぼす影響を評価したり、付着器内の膨圧を人工的に変化させることにより細胞分裂制御に変化が生じるのかどうか評価する。
|
| Causes of Carryover |
当初予定していた物品（卓上型クリーンベンチ）については、別の予算で購入が可能となったので、今年度の使用金額が少なく抑えられた。しかし、当該物品を購入するために、本来使用予定であった消耗品については、減額して申請していたものであるため、次年度以降の消耗品の購入に充てる予定である。
|
