Moleclar genetic analysis of eukaryotic molybdate transport systems in a model yeast Hansenula polymorpha and a model animal cell

2011 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22780089
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Applied biochemistry
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: NAKANISHI Yoichi 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60362290)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): MAESHIMA Masayoshi 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80181577) ; FUJIWARA Toru 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80242163) ; NIIMMI Tomoaki 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (30377791) ; TOMIOKA Rie 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (40456588) ; NAKANISHI Hanayo 愛知医科大学, 学際的痛みセンター・研究員/名古屋大学, 理学研究科・研究員 ; MAEDA Michiko 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 大学院生 ; KAWASHIMA Terumi 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 大学院生
• Project Period (FY): 2010 – 2011
• Keywords: モリブデン / 微量元素 / 膜輸送

Research Abstract

Molybdenum (Mo) is an essential trace element for almost all living organisms. Whilst living cells are known to import inorganic molybdate oxyanion from the surrounding environment, the in vivo dynamics of cytosolic molybdate and/or transport systems remain poorly understood. We investigated molybdate transport system of a model unicellular yeast Hansenula polymorpha in this study. Results of genetic analysis suggested the yeast has at least three defferent type of molybdate transport. Also, we obtained three candidate genes for the molybdate transport those exhibited molybdate accumulation in heterologous expression systems. Furthermore, we developed a genetically encoded Forester-resonance-energy-transfer (FRET)-based nanosensor for molybdate. By using the nanosensor we demonstrated in vivo dynamics of molybdate in a model animal cell HEK293T . Analyses of the dynamics suggest that novel oxalate-sensitive- and sulfate-resistant- transporter(s) uptake molybdate in thecell.

Research Products

• [Journal Article] Exploring dynamics of molybdate in living animal cells by a genetically encoded FRET nanosensor (2013)
  • Author(s): Nakanishi, Y., Iida, S., Ueoka-Nakanishi, H., Niimi, T., Tomioka, R., Maeshima, M
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Pages: e58175
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0058175.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Imaging analysis of molybdate in vivo by a genetically encoded FRET nanosensor (2013)
  • Author(s): Nakanishi, Y., Kawashima, T., Iida, S., Fujiwara, T., Maeshima, M.
  • Organizer: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • Place of Presentation: Kurashiki Geibunkan, Kurashiki
  • Year and Date: 2013-03-28
• [Presentation] イメージ解析による植物モリブデン酸膜輸送システムの研究 (2012)
  • Author(s): 川嶋輝美、飯田俊太郎、藤原徹、中西洋一
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-13
• [Presentation] FRET ナノセンサーを用いた動物細胞のモリブデン酸吸収システムの解析 (2012)
  • Author(s): 中西洋一、川嶋輝美、中西華代、新美友章、前島正義
  • Organizer: 第35回日本分子生物学会大会
  • Place of Presentation: 福岡国際会議場
  • Year and Date: 2012-12-12
• [Presentation] 2色発光モリブデンセンサー蛋白質による酵母細胞内のモリブデン濃度測定 (2011)
  • Author(s): 前田道子、中西洋一
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜)
  • Year and Date: 2011-12-15
• [Presentation] 生きた植物細胞のモリブデン濃度イメージング (2011)
  • Author(s): 中西洋一、飯田俊太郎、川嶋輝美、藤原徹
  • Organizer: 第84回日本生化学会大会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館(京都)
  • Year and Date: 2011-09-23
• [Remarks]
  • URL: http://celld.agr.nagoya-u.ac.jp/nakanishi/130312paperNakanishi.html