2013 Fiscal Year Annual Research Report
接合突起の比較プロテオミクスによる同型配偶子の接着と融合の分子メカニズムの解明
Publicly Offered Research
| Project Area | Elucidation of Common Mechanisms for Allogeneic Authentication in Animals and Plants |
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| Project/Area Number |
24112707
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 久義 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40250104)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 配偶子融合因子 / プロテオミクス / 同型配偶 / 雌雄性 |
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| Research Abstract |
近年陸上植物から、配偶子の融合に働くタンパク質GCS1(GENERATIVE CELL SPECIFIC 1)が発見された（Mori et al. 2006 Nat. Cell Biol.）。GCS1は、高等動植物を含む真核生物の幅広い系統で保存されているため、真核生物に共通する配偶子融合メカニズムの解明の糸口として注目されている。GCS1は、多くの生物で雄側の配偶子で働くことが知られていたが、「どのようなメカニズムによってGCS1の働きが雄側に限定されているのか」に焦点を当てた研究はなかった。本年度、二つの性(プラス/マイナス)の間で配偶子のかたちに差異のない同型配偶の緑藻ゴニウム(Gonium pectorale)を用いて、GCS1タンパク質がそれぞれの性で異なった制御を受けていることを明らかにした。ゴニウムでは両性の配偶子は、活性化するとそれぞれ前方部に突起状の構造（接合突起）を伸ばし、両性の接合突起が接着し融合することで接合が始まる。本研究の結果、マイナス交配型（雄に相当）配偶子では、活性化前はGCS1タンパク質が細胞の前方部（接合突起の原基）に局在し、活性化されると接合突起の表面に移行することが分かった。これに対し、プラス交配型（雌に相当）配偶子では、活性化前はGCS1タンパク質が細胞の内部に留まり、活性化に伴って消失することが分かった。これらの制御メカニズムにより、GCS1はマイナス交配型特異的に働くことができると考えられる(Kawai-Toyooka et al. 2014, Eukaryotic Cell)。
また、ゴニウムのプラスとマイナス交配型それぞれの接合突起が集積した分画のSDS-PAGE解析を実施した。ゴニウムの全ゲノム情報が利用できるようになったので、両交配型でバンドの差をTOFMS 解析して遺伝子を同定した。これらの遺伝子の中にGpFUS1 の相互作用因子、GCS1の相互作用因子に関連したものが含まれている可能性がある。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25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 |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Sex-specific posttranslational regulation of the gamete fusogen GCS1 in the isogamous volvocine alga Gonium pectorale.2014
Author(s)
Kawai-Toyooka, H., Mori, T. Hamaji, T., Suzuki, M., Olson, B. J. S. C., Uemura, T., Ueda, T., Nakano, A., Toyoda, A., Fujiyama, A. and Nozaki, H.
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Journal Title
Eukaryotic Cell
Volume: 13
Pages: 648-656
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] The simplest integrated multicellular organism unveiled.2013
Author(s)
Arakaki1, Y., Kawai-Toyooka1, H., Hamamura, Y., Higashiyama, T., Noga, A., Hirono, M., Olson, B. J. S. C. and Nozaki, H.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: e81641
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Mating type-specific two-step regulation for the fusogen GCS1 in the isogamous volvocine alga Gonium pectorale2013
Author(s)
Kawai-Toyooka, H., Mori, T., Hamaji, T., Suzuki, M., Olson, B. J. S. C. and Nozaki, H.
Organizer
Second International Volvox Conference
Place of Presentation
University of New Brunswick. Fredericton, New Brunswick, Canada
Year and Date
20130731-20130803
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