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繊毛タンパクによる転写制御機構の証明

研究課題

研究課題/領域番号 19H03447
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分49030:実験病理学関連
研究機関香川大学 (2021)
北海道大学 (2019-2020)

研究代表者

水津 太  香川大学, 医学部, 准教授 (90431379)

研究分担者 徳光 浩  岡山大学, ヘルスシステム統合科学学域, 教授 (20237077)
平田 徳幸  北海道大学, 遺伝子病制御研究所, その他 (40595956)
松岡 達臣  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (90209510)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
2019年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード一次繊毛 / 転写 / シスト / 細胞極性 / 平面内細胞極性 / 転写活性調節 / 形態形成 / 繊毛虫 / 繊毛タンパク / 転写制御 / Inversin / 嚢胞腎 / 転写調節
研究開始時の研究の概要

本申請研究期間において、繊毛タンパクInversinの転写制御因子としての新規生物機能を証明したい。また、その成果を皮切りに、繊毛タンパク群が直接繊毛から核へ移行し転写制御因子として機能する生物機能の存在を仮説提唱し証明するための核内繊毛タンパクの探索を行いたい。将来的には、転写制御活性をもつ繊毛タンパク群の動態を時空間マッピング化し、生物の形づくりにおいて、繊毛タンパクによる転写調節機構の役割を明らかにするとともに、その破綻によって惹起される繊毛病などの疾病発症の分子メカニズム解明を目指す考えである。

研究成果の概要

Inversinは、転写活性中心の一つである核内Cajar body様構造体へ集積し、特定の転写制御活性をもつことから、繊毛タンパクInversinが新規転写制御因子として機能していることが強く示唆された。また、単細胞繊毛虫Colpoda cucullusのシスト形成誘導時に急激な繊毛構成タンパクbeta-tubulinの断片化と発現変化が生じ、体内に取り込まれることが明らかになった。繊毛タンパクの動態変化から、繊毛タンパクの局在・構造・機能変化や再吸収によってシスト形成(細胞構造の再編成)へ向けたアミノ酸や核酸等の再利用を行い、低温、低pH、UV耐性の性質を獲得重要であると推測される。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞性一次繊毛は、外界の環境変化を素早く感知し生物反応するための重要な細胞器官である。そのため様々な増殖因子受容体やイオンチャネルなどの重要なタンパク複合体が繊毛特異的に蓄積され、繊毛は細胞内へのシグナル伝達のハブとして機能する。本研究の目的である繊毛タンパクが転写因子として直接機能することを明らかにすることで、細胞の迅速な生物反応と恒常性、増殖、分化制御における繊毛の生物機能の分子メカニズムを解明出来ると考える。本研究成果により、一次繊毛機能の破綻が惹起する繊毛病やがんなどの疾患新規診断・治療法開発へつながり、基礎生物学から臨床研究への波及効果が期待できる。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件)

  • [雑誌論文] Conformation-Dependent Reversible Interaction of Ca2+/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase with an Inhibitor, TIM-0632022

    • 著者名/発表者名
      Satomi Ohtsuka;Taisei Okumura;Yuna Τabuchi;Tomoyuki Miyagawa;Naoki Kanayama;Masaki Magari;Naoya Hatano;Hiroyuki Sakagami;Futoshi Suizu;Teruhiko Ishikawa;Hiroshi Tokumitsu
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 61(7) 号: 7 ページ: 545-553

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.1c00796

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 土壌繊毛虫コルポーダの陸上環境への適応戦略:休眠シスト形成とその環境ストレス耐性2021

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎, 島野智之, 松岡光, 有川幹彦, 水津太, 松岡達臣
    • 雑誌名

      原生生物

      巻: 4(1) ページ: 5-14

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of Water-Soluble Proteins by Two-Dimensional Electrophoresis in the Encystment Process of Colpoda cucullus Nag-1 and Cytoskeletal Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Sogame Yoichiro、Kojima Katsuhiko、Takeshita Toshikazu、Kikuchi Shiho、Shimada Yuto、Nakamura Rikiya、Arikawa Mikihiko、Miyata Seiji、Kinoshita Eiji、Suizu Futoshi、Matsuoka Tatsuomi
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 3-4 ページ: 107-120

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.009.13264

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tolerance of Colpoda cucullus Nag-1 Resting Cysts and Presumed Structure for Protection against UV Light.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamane S, Watanabe M, Funadani R, Miyazaki R, Hasegawa Y, Arikawa M, Suizu F, Matsuoka K, and Matsuoka T
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 1 ページ: 55-60

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.004.12160

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antifreeze Water-Rich Dormant Cysts of the Terrestrial Ciliate Colpoda cucullusNag-1 at -65 ˚C: Possible Involvement of Ultra-Antifreeze Polysaccharides2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuomi MATSUOKA , Yoichiro SOGAME , Rikiya NAKAMURA , Yuya HASEGAWA , Mikihiko ARIKAWA , Futoshi SUIZU
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 3-4 ページ: 141-147

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.011.13266

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development and Characterization of Novel Molecular Probes for Ca2+/Calmodulin-Dependent Protein Kinase Kinase, Derived from STO-609.2020

    • 著者名/発表者名
      Ohtsuka S, Ozeki Y, Fujiwara M, Miyagawa T, Kanayama N, Magari M, Hatano N, Suizu F, Ishikawa T, and Tokumitsu H.
    • 雑誌名

      Biochemistry

      巻: 59(17) 号: 17 ページ: 1701-1710

    • DOI

      10.1021/acs.biochem.0c00149

    • NAID

      120007027579

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Tolerance of Colpoda cucullus Nag-1 wet resting cysts to extreme pH (pH 1 and 13): Implications of less permeability of the cyst membrane to H+ and OH2020

    • 著者名/発表者名
      Nakamura R, Sogame Y, Arikawa M, Suizu F, and Matsuoka T.
    • 雑誌名

      The Journal of protozoology research

      巻: 30 号: 1-2 ページ: 38-46

    • DOI

      10.24556/00004711

    • URL

      https://obihiro.repo.nii.ac.jp/records/4729

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chlorophyllin on Encystment Suppression and Excystment Induction in Colpoda Cucullus NAG-1: An Implication of Chlorophyllin Receptor.2020

    • 著者名/発表者名
      Morishita M, Arikawa M, Suizu F, and Matsuoka T.
    • 雑誌名

      Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science

      巻: 22(4) ページ: 573-578

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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