2022 Fiscal Year Research-status Report
単細胞生物のアンヒドロビオシス：トレハロース代謝を介した乾燥耐性獲得機構の解明
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21K06268
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| Research Institution | Kochi University |
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Principal Investigator |
有川 幹彦 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (20432817)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 原生生物 / アンヒドロビオシス / トレハロース / コルポーダ / 乾燥耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ある種の生物は、代謝を完全に停止させた状態で乾燥環境を生き抜く。これをアンヒドロビオシス（乾燥無代謝休眠）という。体内においてトレハロースが水と置き換わることで乾燥耐性が獲得されると考えられている。しかし、乾燥耐性の獲得機構や再水和による覚醒機構については、全容の解明には至っていない。本研究では、原生生物コルポーダの休眠シスト形成過程および脱シスト過程において、トレハロース代謝系に介入し、乾燥耐性に対する影響について確認することで、トレハロースの分子動態と乾燥耐性との関連性を明らかにすることを目的とした。
まず、昨年度に引き続き、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性はトレハロースの蓄積によりもたらされる可能性の検証を行った。様々な糖質存在下で誘導した休眠シストの乾燥耐性を検討したところ、グルコースを取り込んだ休眠シストの乾燥耐性が強化する傾向にあったものの、有意な差は認められなかった。トレハロースには乾燥耐性を強化するような効果は認められなかった。このことから、やはりコルポーダ休眠シストの乾燥耐性はトレハロースの蓄積ではなく、他の物質によりもたらされる可能性が示唆された。そこで、緩歩動物に属するクマムシの乾燥耐性に関与するCHASおよびSHASの研究に倣い、休眠シストに含まれる熱可溶性タンパク質の探索を行った。その結果、熱処理後の可溶性分画に、分子量50 kDaの2本のタンパク質が含まれていることが分かった。ウェスタンブロッティング解析の結果、この２本のタンパク質はチューブリン分子であった。このことから、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性には熱可溶性のチューブリン分子が関わっている可能性が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初は、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性がトレハロースの蓄積によりもたらされるものと考えていた。したがって、元々の研究計画はそれを実証することを目的として立案したものであった。しかし、研究の進捗に伴い、LEAタンパク質やCAHSタンパク質、SAHSタンパク質など、トレハロース以外の物質の関与が考えられたため、研究計画を変更した。そのため、現在までの進捗状況はやや遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
コルポーダ休眠シストの乾燥耐性がトレハロースの蓄積によりもたらされる可能性を完全に否定することは難しい。休眠シスト形成に伴うトレハロース代謝関連遺伝子の発現変動や休眠シスト内トレハロースの検出、さらにはトレハロース以外の糖質の関与について引き続き検証していく。それと同時に、新たに検出され休眠シストの乾燥耐性に関与していると考えられる熱可溶性タンパク質の同定、および休眠シスト内における機能について検証していく。さらには、LEA タンパク質やCAHSタンパク質、SAHSタンパク質の遺伝子の存在を確認し、休眠シスト形成時におけるそれら遺伝子の発現や、タンパク質の蓄積を確認する。
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| Causes of Carryover |
本研究課題とは異なる研究内容で所属機関の研究プロジェクトに採択された。これにより、研究内容に関わらず共通で利用できる消耗品等の購入費をカバーすることができたため、次年度使用が生じた。次年度は、今年度と次年度の使用計画に従って使用する。
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