2012 Fiscal Year Research-status Report
環境グルコース濃度に応じたトランスポーター分子の機能発現制御メカニズムの解明
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24570221
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kurume University |
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Principal Investigator |
齋藤 成昭 久留米大学, 分子生命科学研究所, 准教授 (30352123)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 分裂酵母 / グルコース / 輸送体 / 糖代謝 |
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| Research Abstract |
本研究は、分裂酵母Schizosaccharomyces pombeをモデル生物として使用し、グルコース輸送体（トランスポーター）の機能発現制御メカニズムを解明することを目的としている。
分裂酵母には８つのグルコース輸送体遺伝子(ght1～8)が存在している。本年度は、実施計画に従い、まず、それらの遺伝子を欠く遺伝子破壊株を網羅的に作成して、それら遺伝子の必須性を検討した。その結果、高濃度グルコース存在下ではいずれの遺伝子も必須ではないが、低グルコース条件ではght5遺伝子が必須であることが判明した。この結果は、高濃度グルコースの輸送は機能的に重複する複数の輸送体によって行われており、一方、低濃度グルコースの輸送は、実質的にGht5が単独で行っていることを示唆していた。
さらに、実施計画に従い、各トランスポーター遺伝子のmRNAおよびタンパク質レベルを検討した。その結果、低グルコース条件ではght1、3、4、5、6遺伝子の発現レベルが上昇し、一方、高グルコース条件ではght2、8遺伝子のレベルが上昇することが明らかとなった。とりわけ、低グルコース条件では、Ght5の発現レベルが他に比べて圧倒的に高いことが判明した。この結果は、「低濃度グルコースの輸送をGht5のみが担っている」という先の仮説とも矛盾しない。
これらの結果は、分裂酵母では、環境グルコース濃度に応じてグルコース輸送体が巧みに使い分けられているということを示唆している。おそらく、輸送体を使い分けることで、細胞内へのグルコース流入量、ひいてはその使用量をコントロールしているのだろう。哺乳生物において、このような仕組みは血液中のグルコース濃度を一定に保つ上で重要な役割を果たすと思われる。それゆえ、本研究の成果は、糖尿病のようなメタボリックシンドロームの発生機序を探る上でも重要な手掛かりを与えると期待できる。
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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
本研究は、分裂酵母におけるグルコース輸送体の機構発現制御を、分子細胞生物学的・遺伝学的側面から理解することを目的としている。当該年度は、8つの輸送体遺伝子のそれぞれについて、環境グルコース濃度に応じた遺伝子発現の変化を解析し、また遺伝子破壊株を作成することにより必須機能を理解することを計画していた。実績の概要欄に述べた通り、これまでのところ、実験は計画通りに実施できており、またおおむね想定の範囲に収まる結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究計画に従い、25年度には、GFP融合遺伝子を用いて、各輸送体の局在変化を解析する予定である。また、以前に単離した低グルコース感受性変異（lgs）遺伝子が、輸送体の機能制御にどのようにかかわっているかを解析する。26年度も引き続き解析を行い、輸送体の機能発現に関わる遺伝子ネットワークを体系的に理解することを目指す。これまでのところ得られた結果は想定の範囲内であり、計画に従った研究遂行に支障をきたすような問題は発生していない。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
年度をまたいで使用する物品を年度末（３月）に購入した。それらの支払いの一部について、所属研究機関での事務手続きが間に合わず、翌年度に請求することとなった。そのため287354円の「次年度使用額」が発生したが、実際には試薬類・プラスチック器具類などの消耗物品の購入に支出することが確定している。翌年度請求する研究費に関しては、当初計画通りに支出する予定である。
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Research Products
(3 results)
