2022 Fiscal Year Research-status Report
核構造構築に必要な核膜孔複合体タンパク質と染色体の相互作用の分子基盤の解明
| Project/Area Number |
22K06204
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
淺川 東彦 大阪大学, 大学院生命機能研究科, 准教授 (70399533)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
|
| Keywords | 核膜 / 核膜孔 / クロマチン / 染色体 / 分裂酵母 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞の染色体は核膜によって細胞質と分けられている。核内で必要な分子は核膜上にある核膜孔複合体を通じて細胞質から核内に輸送される。応募者は核膜孔複合体タンパク質が核－細胞質間の分子輸送装置として働くのに加え、染色体の機能にも何らかの関連を持つことも明らかにしているが詳細なメカニズムはまだ解明されていなかった。本研究は、核膜孔複合体と染色体の相互作用をイメージング、分子遺伝学、生化学の手法を用いて解析し、核膜孔複合体を構成するタンパク質と染色体の関係を明らかにすることを目的としている。2022年度の実績は次の通りである：
(1)核膜孔タンパク質を介したタンパク質修飾の減数分裂における意義の解明：減数分裂は精子や卵子を生み出す特殊な核分裂の様式である。分裂酵母では核膜孔タンパク質Nup132の欠損により減数分裂での核タンパク質の異常な漏出と核分裂の異常が起こる。核タンパク質の漏出は、タンパク質修飾（SUMO化）を除去するタンパク質Ulp1がNup132欠損によりNPCからの解離することと相関しており、Ulp1を人為的にNPCにつなぎとめるとNup132を欠く変異株での核タンパク質の漏出はなくなり減数分裂は正常になった。質量分析法を用いて、SUMO化のターゲットタンパク質としてDNAトポイソメラーゼ2（Top2）を同定した。減数分裂時のセントロメアへの結合親和性は、SUMO化型Top2では増加し、低SUMO化型Top2-12KR変異体では低下した。これらの結果は、NPCによって制御されるTop2タンパク質のSUMO化の調節が減数分裂の進行に深く関与することを示唆している。
(2)核膜タンパク質Ish1とLes1の相互作用の解明：ストレス応答性の核膜タンパク質Ish1、Les1が核膜内腔で相互作用し、その相互作用はLes1のC末端領域に依存していることが明らかになった。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の構想時に想定していた核膜孔複合体タンパク質のうちNup132が、SUMO化というタンパク質修飾の調節を介して、クロマチンタンパク質であるトポイソメラーゼの減数分裂における機能を調節していることを示唆する結果が得られたことは、本研究の目的である核膜孔複合体タンパク質とクロマチンの具体的関係性を示唆するものであり、その意義は大きい。核膜タンパク質Ish1、Les1の詳細な機能は明らかではないが、核膜そのものの構造・機能・意義を考察するうえで基盤的な知見を得たものと判断している。
これらのことから本研究課題は当初計画以上に進展していると判断した。
|
| Strategy for Future Research Activity |
解析の進んでいない他の核膜孔複合体タンパク質について、遺伝子破壊株や変異導入株を 用いた解析を進め、核膜孔複合体タンパク質がどのようにクロマチンに作用して、細胞核および細胞の機能の発現や維持に関与するのかを明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
必要に応じて研究費を執行したために当初の見込額と実際の執行額が異なった。研究計画に変更はなく、当初予定の通りに研究を進めている。繰越金はすべて次年度の物品費に追加する。旅費、人件費、その他の費用についての変更はない。
|
