新規クラミドモナス突然変異株を用いた中心子構築機構の解明

2013 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Cilium-centrosome system regulating biosignal flows
• Project/Area Number: 25113503
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 広野 雅文 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (10212177)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 細胞骨格・運動 / 微小管 / 基底小体

Outline of Annual Research Achievements

本研究は、中心子がもつ特徴的で普遍的な9回対称性構造の構築機構を、クラミドモナス突然変異株の解析によって明らかにすることを目指している。今年度は以下の2点について実験し、研究を遂行した。
１．SAS-6会合性の中心子の9回対称性構造構築に対する寄与
我々はこれまでに、中心子の9回対称性構造はカートホイールという9回対称性の放射状構造によってある程度規定されることを見出し、さらに、そのカートホイールは9個のSAS-6ダイマーが回転対称に会合して形成されることも明らかにした。これらのことから、SAS-6の会合性が中心子構造の決定に大きく寄与していると推察される。しかし、この仮説の実験的な検証はまだなされていない。そこで、会合性を変化させた変異SAS-6をクラミドモナス変異株bld12に発現させる実験、さらにカートホイールと中心子微小管の結合を弱める遺伝子操作（Bld10pの部分欠失発現）を行った。その結果、SAS-6の中心子9回対称性に対する寄与は限定的であること、カートホイールとは独立に形成された中心子微小管がカートホイールの9回対称性にも影響を及ぼすことなどが明らかになった。
２．新規クラミドモナス突然変異株bld13の変異遺伝子産物（Bld13p）の同定
中心子に異常をもつことが判明しているクラミドモナス変異株bld13の変異位置をPCRマッピング法により検討した。その結果、6番染色体の約150kbの領域にあることが判明した。しかし、その領域にはゲノムデーターベースに誤りがあって、存在すべき配列が大きく欠失している可能性があり、変異の原因遺伝子の同定には至らなかった。そこで、bld13の全ゲノム配列を決定し、この問題の解決を目指した。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

突然変異株bld13の原因遺伝子同定の過程で、レファレンスとなるゲノムデーターベースに不備が見出されたため。

Strategy for Future Research Activity

bld13の全ゲノム配列を決定したので、その結果をもとにOrphan scaffoldの配列を検討し、原因遺伝子を同定する。

Research Products

• [Journal Article] A conserved flagella-associated protein in Chlamydomonas, FAP234, is essential for axonemal localization of tubulin polyglutamylase TTLL9 (2014)
  • Author(s): Kubo, T., Yanagisawa, H.A., Liu, Z., Shibuya, R., Hirono, M., Kamiya, R.
  • Journal Title: Mol. Biol. Cell Volume: 25 Pages: 107-117
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-07-0424
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] TTC26/DYF13 is an intraflagellar transport protein required for transport of motility-related proteins into flagella (2014)
  • Author(s): Ishikawa, H., Ide, T., Yagi, T., Jiang, X., Hirono, M., Sasaki, H., Yanagisawa, H., Wemmer, K.A., Stainier, D.Y., Qin, H., Kamiya, R., Marshall, W.F.
  • Journal Title: eLife Volume: 3 Pages: e01566
  • DOI: 10.7554/eLife.01566
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The MIA complex is a conserved and novel dynein regulator essential for normal ciliary motility (2013)
  • Author(s): Yamamoto, R., Song, K., Yanagisawa, H., Fox, L., Yagi, T., Wirschell, M., Hirono, M., Kamiya, R., Nicastro, D., and Sale, W. S.
  • Journal Title: Journal of Cell Biology Volume: 201 Pages: 263-278
  • DOI: 10.1083/jcb.201211048
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The simplest integrated multicellular organism unveiled (2013)
  • Author(s): Arakaki, Y., Kawai-Toyooka, H., Hamamura, Y., Higashiyama, T., Noga, A., Hirono, M., Olson, B.J., Nozaki, H.
  • Journal Title: PLoS One Volume: 8 Pages: e81641
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0081641
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] Regulation of synchronous flagellar beating by the central pair microtubule in Chlamydomonas (2013)
  • Author(s): Wada, T., Abe, K., Nakamura, T., Yanagisawa H., and Hirono, M.
  • Organizer: 第84回日本動物学会大会
  • Place of Presentation: 岡山大学
  • Year and Date: 2013-09-26 – 2013-09-28
• [Presentation] 有性生殖過程の細胞骨格基盤 (2013)
  • Author(s): 廣野雅文
  • Organizer: 日本植物学会第77回大会 シンポジウム”アルガルセックス：有性生殖と生活環制御が切り拓くバイオの新戦略”
  • Place of Presentation: 北海道大学
  • Year and Date: 2013-09-13 – 2013-09-15
  • Invited
• [Presentation] Novel features in formation and function of the "9+2" axoneme revealed by a basal-body-deficient mutant of Chlamydomonas (2013)
  • Author(s): Hirono, M.
  • Organizer: The 25th CDB meeting "Centrosome and Cilia: from fertilization to cancer"
  • Place of Presentation: RIKEN CDB, Kobe, Japan
  • Year and Date: 2013-06-17 – 2013-06-18