2022 Fiscal Year Annual Research Report
ヒト細胞と分裂酵母に共通する低ヘキソース環境順応メカニズムの解明
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20K06648
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
齋藤 成昭 久留米大学, 付置研究所, 教授 (30352123)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 栄養飢餓ストレス / 分裂酵母 / ヒト培養細胞 / グルコース飢餓 / 遺伝子スクリーニング / ミトコンドリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、「主要なエネルギー源であるヘキソースが、ヒト血糖値程度の低い濃度でしか存在しない環境に真核細胞はどのような仕組みで順応するのか？」を核心的な「問い」として、「真核細胞が普遍的に備える低ヘキソース環境への順応機構」の解明を目指す。分裂酵母モデルを用いた網羅的遺伝子スクリーニングの結果に基づき、ヒト培養細胞(HeLa細胞）を対象とした遺伝子スクリーニングを実施し、約40の遺伝子がヒト細胞のヘキソース環境への順応に必要であることを明らかにした（以下lgs遺伝子とよぶ）。昨年度、分裂酵母lgs遺伝子のうち７つがミトコンドリア機能に関わることを明らかにし論文報告した。40のヒトlgs遺伝子の中にもミトコンドリア機能に関わるものが含まれる可能性が高いと考え、それらlgs遺伝子をノックダウンしたHeLa細胞でのミトコンドリア膜電位を測定した。予想に反し、ミトコンドリア膜電位が明確に変化したlgs遺伝子は少数であった。この結果は、ヒトlgs遺伝子の多くがミトコンドリア以外の機能に関わっていることを示している。分裂酵母lgs遺伝子の解析結果と照らして考察すると、ヒトlgs遺伝子の多くはヘキソース輸送体の発現や機能維持に関わっている可能性が高い。
また、本年度は「分裂酵母CRISPRi法」の改良を行い、その成果を論文発表した。改良型CRISPRi法を用いることで、任意の遺伝子を任意のタイミングで自由にノックダウンできるようになる。この方法を用いることで、これまで困難であった分裂酵母lgs遺伝子の機能解析が可能になると期待される。
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