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Cell death of single cell organism as a survival strategy

Research Project

Project/Area Number 19K22283
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
Research InstitutionShimane University

Principal Investigator

KAWAMUKAI MAKOTO  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 教授 (70186138)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松尾 安浩  島根大学, 学術研究院農生命科学系, 准教授 (70596832)
Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Keywords分裂酵母 / 細胞溶解 / ウラシル / アデニン / 核酸合成 / S. pombe / fission yeast / cell lysis / uracil / 細胞死 / 生存戦略
Outline of Research at the Start

本研究は分裂酵母を用いて、集団としての「生存戦略」を「細胞死」の研究を通して理解しようとするものである。「細胞死」の問題はアポトーシスとネクローシスの考え方に代表されるように、積極的に死を選択するのか、不可避に死を選択するのかに分かれる。単細胞生物である分裂酵母の現象では、定常期に達し、栄養が枯渇すると、まるでプログラム化されているように、劇的に細胞溶解することと、決して全部の細胞が死ぬのではなく、生存している細胞(約10%)が存在することに特徴がある。極度に生存状況が悪い場合において、多数の細胞が死滅したとしても、残りの細胞が生存することで、種として維持することができる機構を解明する。

Outline of Final Research Achievements

The mechanism by which cell lysis is induced in Schizosaccharomyces pombe ura4 mutants lacking uracil synthesis was investigated in this study. Cell lysis was induced when uracil was consumed in any media tested. Under the condition that induced cell lysis, a precursor OMP was significantly accumulated, that might be a trigger of cell lysis. When we screened the mutants that suppress cell lysis, we found lack of ade6 or ade7 clearly suppressed cell lysis in S. pombe ura4 mutants. These mutants involve de nove biosynthesis of IMP, suggesting the relevance of UMP synthesis and IMP synthesis, which share the common precursor.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は分裂酵母を用いた単細胞生物における「細胞死」について焦点を当てた研究である。分裂酵母ura4欠損株はペプトンの存在下で、定常期に達すると劇的に細胞が溶解する。この時、細胞は単に死んでいるという状況ではなく、細胞が破裂したように劇的に溶解する。この現象は細胞が栄養源を枯渇した際には自身を溶解させ、内容物を放出し、一部の生存した細胞に栄養を提供することにより、集団としての生き残りをかけた生存戦略だと捉えることができる。このような現象は、細胞が生き残るために、長い年月をかけて発達させた仕組みとして、生物の生存戦略を理解する上で意義のある研究だと考えている。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Glucose limitation and pka1 deletion rescue aberrant mitotic spindle formation induced by Mal3 overexpression in Schizosaccharomyces pombe2020

    • Author(s)
      Tanabe Takuma、Kawamukai Makoto、Matsuo Yasuhiro
    • Journal Title

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      Volume: 84 Issue: 8 Pages: 1667-1680

    • DOI

      10.1080/09168451.2020.1763157

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mal3 is a multi-copy suppressor of the sensitivity to microtubule-depolymerizing drugs and chromosome mis-segregation in a fission yeast pka1 mutant2019

    • Author(s)
      Takuma Tanabe, Masayuki Yamaga, Makoto Kawamukai, Yasuhiro Matsuo
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 14 Issue: 4 Pages: e0214803-e0214803

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0214803

    • NAID

      120007002147

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 分裂酵母 ura4 変異体の細胞溶解現象とアデニン要求性との関連2020

    • Author(s)
      岩﨑雅史,戒能智宏,松尾安浩,川向 誠
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度中四国支部大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母の接合過程を亢進させる優性変異2020

    • Author(s)
      章 佳君、河野 真歩、深町 拓紀、松尾 安浩、川向 誠
    • Organizer
      日本農芸化学会2020年度大会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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