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変異タンパク質の限界発現量から探る過剰発現による増殖阻害のメカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 20H03242
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43060:システムゲノム科学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

守屋 央朗  岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (60500808)

研究分担者 牧野 能士  東北大学, 生命科学研究科, 教授 (20443442)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード酵母 / 過剰発現 / タンパク質 / 細胞毒性 / タンパク質毒性 / プロテオスタシス / システムバイオロジー / 量感受性遺伝子 / 増殖阻害
研究開始時の研究の概要

タンパク質の過剰発現は細胞機能に様々な悪影響を及ぼすが、そのメカニズムはほとんど分かっていない。本研究では、出芽酵母をモデル生物として、わずかに過剰発現しただけで増殖阻害を起こす「量感受性タンパク質」を対象とし、それらがどのようなメカニズムで増殖阻害を起こすのかを調査する。特に本研究では、これらのタンパク質の機能欠失変異体を体系的調査することで、過剰発現による増殖阻害のメカニズムを体系化する。

研究成果の概要

タンパク質の過剰発現は様々な方法で細胞に害をなす。私たちはこれまで真核細胞のモデルである出芽酵母を用いて、過剰発現により増殖阻害を引き起こすようなタンパク質集団が持つ特性について調査し、増殖阻害発生のメカニズムを分類してきた。本研究では増殖阻害を起こすようなタンパク質に変異を導入することで、毒性のメカニズムをさらに追求した。その結果、特定のアミノ酸を持つことが増殖阻害の原因となったり、タンパク質の活性が増殖阻害を引き起こす原因となっていることなどを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は、これまでほとんど分かっていないタンパク質の発現を制約するメカニズムの解明につながり、基礎生物学的な知識の拡張に繋がる。また、ここで得られた知識は、細胞にタンパク質が蓄積することにより生じる疾患、癌や神経変性疾患などの細胞の生理状態の理解と創薬へと繋がるとともに、細胞工学において特定のタンパク質を大量発現させたいときのタンパク質デザインの指針となる。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 備考 (6件)

  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] トロント大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Protein sorting upon exit from the endoplasmic reticulum dominates Golgi biogenesis in budding yeast2024

    • 著者名/発表者名
      Sasaki Saku、Schlarmann Philipp、Hanaoka Kazuki、Nishii Hinako、Moriya Hisao、Mu?iz Manuel、Funato Kouichi
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 598 号: 5 ページ: 548-555

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14830

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Overexpression profiling reveals cellular requirements in the context of genetic backgrounds and environments2023

    • 著者名/発表者名
      Saeki Nozomu、Yamamoto Chie、Eguchi Yuichi、Sekito Takayuki、Shigenobu Shuji、Yoshimura Mami、Yashiroda Yoko、Boone Charles、Moriya Hisao
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 19 号: 4 ページ: e1010732-e1010732

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1010732

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Demonstration of iodide-dependent UVA-triggered growth inhibition in Saccharomyces cerevisiae cells and identification of its suppressive molecules2023

    • 著者名/発表者名
      Ono Ryota、Saeki Nozomu、Kojima Keiichi、Moriya Hisao、Sudo Yuki
    • 雑誌名

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      巻: 677 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2023.07.048

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Massive expression of cysteine-containing proteins causes abnormal elongation of yeast cells by perturbing the proteasome2022

    • 著者名/発表者名
      Namba Shotaro、Kato Hisaaki、Shigenobu Shuji、Makino Takashi、Moriya Hisao
    • 雑誌名

      G3 Genes|Genomes|Genetics

      巻: - 号: 6

    • DOI

      10.1093/g3journal/jkac106

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of uncharacterized proteins potentially localized to mitochondria (UPMs) in <scp> <i>Saccharomyces cerevisiae</i> </scp> using a fluorescent protein unstable in the cytoplasm2021

    • 著者名/発表者名
      Horiuchi Satoshi、Namba Shotaro、Saeki Nozomu、Satoh Ayano、Moriya Hisao
    • 雑誌名

      Yeast

      巻: 39 号: 5 ページ: 303-311

    • DOI

      10.1002/yea.3685

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [備考] 岡山大学細胞システム化学研究室

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HMlab/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 酵母とシステムバイオロジーブログ

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HM_blog/

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [備考] 岡山大学 細胞システム化学 守屋研究室

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HMlab/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 酵母とシステムバイオロジー

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HM_blog/

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] 岡山大学システム細胞学研究室

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HMlab/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 酵母とシステムバイオロジー(ブログ)

    • URL

      https://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HM_blog/

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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