2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25291069
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
稲葉 一男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (80221779)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | カラクシン / 精子 / オピストコンタ / ダイニン / 鞭毛繊毛 / 進化 / 神経カルシウムセンター / 形態形成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、我々がホヤ精子において発見したカルシウム依存性のダイニン調節タンパク質である「カラクシン」が繊毛運動調節、あるいは細胞は胚の高次機能において果たす役割について解明することを目的とする。以下の２つの研究項目を進める。研究項目１：微小管およびダイニン結合を有するカラクシンの分子特性の解明、研究項目２：繊毛の協調運動と形態形成に果たすカラクシンの役割の解明。
本年度は、研究項目１について、カラクシンの分子系統学的解析を行い、カラクシンが動物、菌類を含む「オピストコンタ」特異的に獲得したタンパク質であることを明らかにした。エクスカバータには存在せず、植物や繊毛虫、渦鞭毛藻類を含むバイコンタ系列では、ダイニンと結合するがカルシウム応答がカラクシンと全く逆であるダイニン軽鎖4が共通して存在することがわかった。アメーボゾアについては依然不明である。これらのことから、真核生物の進化の初期に、ダイニンのカルシウムセンサーの獲得において重要なステップがあることが示唆された。このステップは繊毛の運動方向と密接に関わることから、動物の平面細胞極性など他の現象とも関わっている可能性がある。
研究項目２に関しては、ウニ胚を用いて、発生初期過程におけるカラクシンの発現上昇と繊毛の協調的運動がカップルしていることを明らかにした。遷移帯のマーカーとしてaPKCを用いたが、孵化直後にはaPKCはまだ発現していなかったため、別のマーカーとしてBBS1を用いたところ、遷移帯の局在を可視化することができた。研究の結果、孵化直後は繊毛運動は見られるものの協調的な運動はみられないこと、これがカラクシンの発現と関連していること、カラクシンの発現とともに基底体のオリエンテーションが一定方向に規程されるようになり、方向性をもった協調的繊毛運動が獲得されることが明らかになった。
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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
カラクシンの分子系統に関しては専門誌「Cilia」にて間もなく公表される。ウニ胚の協調的繊毛運動と形態形成に関する論文は現在作成中であり、まもなく投稿する予定である。マウスにおける予備的解析もかなり進んでおり、機能的解析にとりかかるべく準備を進めている。以上の事項は予想以上に成果が得られ進展している。一方で、カラクシンの分子構造や微小管との相互作用に関するデータが予想外に得られておらず、多少の遅れが見られる。早急に研究を進める必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間内に以下の項目を最優先で進める。
（１）カラクシンの微小管結合部位を決定する。また、ダイニン重鎖にカルシウム依存的に結合する部位を決定する。カラクシンの結晶構造のデータとともに論文としてまとめ、公表する。
（２）ウニ胚繊毛におけるカラクシンの機能に関しては、ダイニンの機能をノックダウンした胚を作製し、基底体の極性が形成されるか否か調べた上で、データをまとめて、論文として公表する。
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| Causes of Carryover |
研究の進捗が当初の予定とずれ、カラクシンと微小管、ダイニンとの相互作用の解析に従事する研究員の雇用が次年度に必要になった。このため、当該年度では使用せず、次年度に使用することとした。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
翌年度分として請求した研究費とともに、研究員１名の雇用に使用する。このため、当初予定していた消耗品と旅費については減額して研究を進める。
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