| 研究課題/領域番号 |
19K23727
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| 研究種目 |
研究活動スタート支援
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
0701:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
千住 洋介 岡山大学, 異分野基礎科学研究所, 研究准教授 (90536848)
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| 研究期間 (年度) |
2019-08-30 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 構造生物学 / 分子進化 / 真核生物起源 / 生体膜 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真核生物に近い系統と考えられている、アスガルドと命名された新規古細菌のメタゲノム解析から、細胞膜の形態変化を制御するタンパク質をコードする遺伝子が発見された。本研究課題では、アスガルド古細菌の新規タンパク質の立体構造を解き、生物物理的手法と細胞生物学を組み合わせてその機能を解明する。さらに、原核生物にも保存された真核生物と同様な細胞機能を見いだしていくことで、生命の起源の一端を解明していく。
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| 研究成果の概要 |
アスガルドアーキアの細胞形態を制御するタンパク質の発現・精製・結晶化に成功し、大型放射光施設SPring-8のビームラインを用いることによりX線結晶構造解析を行った。得られたX線回折データから高分解能で立体構造を明らかにした。そして、リン脂質との結合に必要なアミノ酸残基を同定した。
緑色蛍光タンパク質 (GFP) を融合したアスガルドアーキアのタンパク質を真核細胞で発現させ、細胞膜への局在と形態形成を明らかにした。
GFPやmCherryなどの蛍光色素でタンパク質を蛍光標識し、巨大脂質膜リポソーム (GUV) に作用させることで、脂質膜に結合し、形態を変化させることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
メタゲノム解析の結果から、真核生物に相同性を持つ細胞形態を制御するタンパク質がアスガルドアーキアでも見出されている。つまり、細胞膜の形態形成機構が、真核生物のみならず原核生物にも共通して保存されていることを示唆する。例えば、アスガルドアーキアが宿主として、細胞形態を制御するタンパク質を利用して、真正細菌をファゴサイトーシス (食作用) により取り込んだのかもしれない。
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