| 研究課題/領域番号 |
20K06622
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山本 遼介 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (10743114)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | 繊毛 / ダイニン / 前集合 / クラミドモナス / 組み立て / 繊毛異常 / 表現型 / pre-assembly / Crisper / 変異株 / 運動性 / 前集合 (pre-assembly) / MOT48 / FBB6B |
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| 研究開始時の研究の概要 |
運動性繊毛の流麗な波動は、モータータンパク質・繊毛ダイニンにより駆動される。繊毛ダイニンは、繊毛内に運び込まれる前に細胞質内において各種サブユニットから組み立てられることが分かっており、このプロセスは前集合と呼ばれる。繊毛ダイニン前集合の異常は、ヒトにおいて水頭症/左右軸逆位/気管支炎/不妊等を含む人体疾患を引き起こす。しかしながら、繊毛ダイニン前集合の詳しい分子機構は明らかになっておらず、関与するとして報告された因子も限られている。本研究では、繊毛ダイニン前集合機構に必須と考えられる新規繊毛ダイニン前集合複合体の分子機能探索を通して、謎の多い繊毛ダイニン前集合の分子機構の一端に迫りたい。
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| 研究実績の概要 |
昨年度に引き続き、繊毛ダイニンの細胞質内組み立て(繊毛ダイニン前集合機構)への関与が示唆される繊毛ダイニン前集合因子候補(PAF:Pre-Assembly Factor candidate)の解析を継続した。我々の研究室で同定された単細胞緑藻クラミドモナスにおける2種類のPAFタンパク質(PAFA/PAFB)と深い関連性を有すると考えられる繊毛ダイニン前集合変異株の繊毛異常を網羅的に解析したところ、前集合異常による繊毛ダイニンの繊毛内欠損のみならず、「繊毛構築機構に関与するタンパク質群の異常な繊毛内凝集」という、現在までに未報告の予期しない異常を持つことを見出した。更に、当該変異株は「繊毛の主要構成要素であるチューブリンの翻訳後修飾異常」を持つことが判明し、同時に「繊毛内におけるシグナル伝達経路異常」も併せて有する可能性が強く示唆された。加えて、当該変異株の繊毛は、物理的な強度も野生型株と比較して低下していることを示す結果を得た。これらの結果を総合すると、繊毛ダイニン前集合に異常を持つ変異株繊毛においては、これまでに知られていない様々な異常群が併発して起きている事実を強く示唆している。将来的には、PAFA/PAFB欠損変異株繊毛においても、これらの異常群が観察され得るのかについて検討する予定である。以上に加えて、本年度は繊毛ダイニン前集合について学術書に章を執筆すると同時に、構造解析を終えた繊毛ダイニン前集合因子1種類について投稿用の学術論文を現在執筆中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
我々の研究室において同定した繊毛ダイニン前集合因子候補(PAFA/PAFB)と深い関連性を有すると考えられる繊毛ダイニン前集合変異株の繊毛異常を網羅的に解析し、前集合異常による繊毛ダイニン欠損に加え、「繊毛構築機構関連タンパク質群の異常凝集」「繊毛チューブリンの翻訳後修飾異常」「繊毛内シグナル伝達経路異常」「繊毛の物理的強度低下」という全く予期しなかった種々の異常の存在を示唆する結果を得た。これらの結果より、繊毛ダイニン前集合変異株では、今までに知られていない様々な繊毛異常を一般的に有している可能性が提起された。本年度は、繊毛ダイニン前集合変異株におけるこれら予期しなかった興味深い表現型/特徴を見出すことが出来たが、昨年度より引き続いている新型コロナウイルス感染症の影響で、研究の進行が若干阻害された。来年度は、現在執筆中の学術論文の公刊を目指すと同時に、PAFA/PAFB分子機能の生化学的解析も進めたいと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
来年度は、PAFA/PAFBと深い関連性を有すると考えられる繊毛ダイニン前集合変異株の繊毛において、本年度同定された異常群（「繊毛構築機構関連タンパク質群の異常凝集」「繊毛チューブリンの翻訳後修飾異常」「繊毛内シグナル伝達経路異常」「繊毛の物理的強度低下」等）が、PAFA/PAFB欠損変異株の繊毛においても観察され得るのかについての検討を行いたい。また、PAFA/PAFBの繊毛ダイニン前集合機構における分子機能についても、引き続き生化学的/遺伝学的/構造学的解析を推進したいと考えている。また、構造解析が終了した繊毛ダイニン前集合因子1種類については学術論文を現在執筆中であり、来年度中には公刊を目指したい。
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