2012 Fiscal Year Annual Research Report
膜脂質の異常による小胞体ストレスとその感知メカニズム
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24370081
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Nara Institute of Science and Technology |
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Principal Investigator |
木俣 行雄 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 准教授 (60263448)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
斉藤 美智子 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 助教 (40379558)
柳谷 耕太 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 特任助教 (70614775)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | オルガネラ / 小胞体 / 膜脂質 / 出芽酵母 |
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| Research Abstract |
小胞体ストレスセンサーIre1の活性制御機構を細胞生物学的観点から明確にすることを目指し、主として出芽酵母を用いた研究を行った。第一に、持続的な小胞体ストレスの存在下では、Ire1は旧来から知られていたのとは異なる様式で、弱い活性を持続する(Unfolded protein response(UPR)を惹起し続ける)ことを見出した。すなわち、活性抑制因子であるBiPが会合したホモダイマー状態である。このことは、細胞内情報伝達因子が、一過的な強い活性化状態と長期に渡るストレス刺激状態とで、異なる分子間会合状態にて、強さや持続時間を変えて活性化するという事例として、着目に値する事象である。また、第二に、紫外線照射などを用いて出芽酵母に突然変異を誘発し、「小胞体への構造異常タンパク質蓄積ではIre1が活性化するが、膜脂質の恒常性破綻ではIre1が活性化しない」変異株を複数取得することに成功した。このことは、小胞体におけるタンパク質の折り畳み不全と膜脂質異常が、本質的には異なるストレスであることを強く示唆するものである。また、これら変異株の原因遺伝子を同定することは、Ire1が膜脂質の異常を感知するのに関わる因子を見つけ出すことにつながると期待される。第三に、出芽酵母において、どのような局面にて、膜脂質の恒常性が破綻してIrelが活性化するのかを検証した。その解析では、「小胞体への構造異常タンパク質蓄積では活性化できないが、膜脂質の恒常性破綻では活性化する」Ire1変異体を用いた。その結果、Ole2遺伝子欠損に伴う脂肪酸の飽和度変化が、この種のストレスとして、強くUPRを惹起することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の最大の狙いは、Ire1が膜脂質の恒常性破綻を認識するメカニズムを解明することである。そこで現在までに、膜脂質の恒常性破綻ではIre1が活性化できない変異体を複数取得してきた。このことは、当初の計画通りであり、かつ、本研究の目的を達するための大きな足がかりになると期待される。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究で得られた出芽酵母変異株の原因遺伝子を次世代シークエンサー(イルミナGAIIx)にて同定するという、新技術を取り入れた手法で、当初の目標を達成したい。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
未使用額が生じた要因は、研究の進捗状況に合わせ、予算執行計画を変更したことに伴うものである。未使用額も含め、次年度には、当初の計画通りの全額を使用する計画である。
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