| 研究課題/領域番号 |
19J13751
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分44010:細胞生物学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
法月 拓也 東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2020年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2019年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | ゼニゴケ / 精子変態 / オルガネラ / オートファジー / ミトコンドリア |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ゼニゴケを含むコケ植物において、精細胞が精子へと変態する過程で、細胞内のオルガネラ構成が大規模に変化する（＝オルガネラリモデリング）。申請者はこれまでにオートファジーがこのオルガネラリモデリングに重要であることを明らかにしてきた。しかし精子には一部のオルガネラが存在することから、オートファジで分解するオルガネラとそうでないオルガネラを選別する必要があるが、その選別機構は不明である。本研究では、様々なアプローチによってオートファジーがどのように大規模かつ精密なオルガネラリモデリングを制御しているのかを明らかにすることを目指す。
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| 研究実績の概要 |
一部の陸上生物は運動性の鞭毛を有する雄性配偶子（精子）を形成する。精細胞から精子へと変態する過程ではオルガネラの大規模かつ厳密な再編成が起こることが知られている。植物の精子変態過程におけるオルガネラの再編成に関する研究は電子顕微鏡による解析が中心であり、その分子機構は未だ不明であった。そこで本研究課題では、その分子機構の解明に向けて、コケ植物ゼニゴケを用いて分子細胞生物学的解析を行った。
本研究ではまず共焦点顕微鏡を用いて精子変態過程におけるオルガネラ動態を観察した。2019年度の解析からオートファジーの関与が示唆されていたため、オートファジーとオルガネラの再編成の関係性を変異体を用いてより詳細に解析を行った。その結果、オートファジーがゼニゴケ精子変態過程におけるオルガネラの再編成に必要であることが明らかになった。またすべてのオルガネラがバルクでオートファジーによって分解されるだけでなく、オルガネラやオルガネラタンパク質ごとに異なる制御で分解されることが明らかになった。
動物の精子変態過程におけるオルガネラの除去は貪食によって起こることが知られているが、ゼニゴケ精子変態ではオートファジーを含む細胞自律的なオルガネラ分解によって起こることが明らかになり、植物は独自に精子変態過程におけるオルガネラの再編成機構を進化させてきたことが、本研究で初めて明らかになった。本研究成果をさらに発展させていくことで、植物の精子変態過程においてオルガネラ動態がどのようにして厳密に制御されているのか明らかにすることができると期待される。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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