2018 Fiscal Year Annual Research Report
鍵と鍵穴に着目した有性生殖過程の核膜融合の分子機構と初期発生における意義の解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
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| Project/Area Number |
17H05837
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
西川 周一 新潟大学, 自然科学系, 教授 (10252222)
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2017-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 核膜融合 / 核膜タンパク質 / タンパク質構造解析 / ライブイメージング解析 / ケミカルバイオロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
被子植物の有性生殖で観察される核融合過程では、核膜同士が融合することが必須である。本研究は、有性生殖過程の核膜融合で中心的な役割をはたす膜タンパク質であるGex1に着目した解析によって、シロイヌナズナ有性生殖過程の核膜融合の分子機構と、その初期発生における意義を明らかにすることを目的とする。
本年度は、GFP融合タンパク質を用いた解析によって、Gex1が雌性配偶体では中央細胞と卵細胞に特異的に発現する核膜タンパク質であることを明らかにした。また、ライブイメージング解析によって、Gex1は中央細胞では極核の接近の時期に、卵細胞では極核の接触後に出現すること、Gex1は最初核膜全体に分布しているが、極核の融合過程で核膜上にドット様に局在することが示された。また、Brassica rapaとイネのGex1ホモログを用いた解析によって、Gex1機能に種特異性が存在することが示唆された。
Gex1は内腔側に大きなドメインを有しており、ここが核膜融合で「鍵」として機能していると予想される。本研究では内腔側ドメインの中でもホモログ間での保存性の高いシステインリッチドメイン（Gex1-CRD）の構造解析を行った。その結果、Gex1-CRDは二量体を形成していること、二量体の間に疎水性の溝が存在することが示された。
昨年度の研究で、核膜タンパク質であるSUNタンパク質が極核融合で機能することを示唆された。SUNタンパク質は核外膜のKASHタンパク質とLINC複合体を形成するが、これが極核融合に必要であることを示唆する結果を得た。核膜融合機構の解析の新たなアプローチとして、核膜融合を制御する低分子化合物のスクリーニングを東山班（伊丹グループ）との共同研究で開始し、スクリーニング条件を確立するとともに約5,000化合物のスクリーニングを進めている。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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