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核サイズの人為的操作法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K21278
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分38:農芸化学およびその関連分野
研究機関広島大学

研究代表者

久米 一規  広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80452613)

研究期間 (年度) 2020-07-30 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード核サイズ / 分裂酵母 / 核と細胞質間の物質輸送 / 脂質代謝 / 膜輸送 / 分子遺伝学 / 核-細胞質間の物質輸送 / 核-細胞質間輸送
研究開始時の研究の概要

膜で覆われた細胞小器官(オルガネラ)である核の大きさは、細胞サイズに比例して変化することが知られており、核と細胞の体積比(以下、N/C ratio)が一定に保たれている。しかし、その制御メカニズムや生理学的意義については不明な点が多く、謎に包まれている。本研究では、これまでの研究代表者による分裂酵母を用いた核サイズ研究の成果をもとに、N/C ratioの人為的操作法の確立を目指す。そして確立した方法を用い、N/C ratio改変酵母細胞における細胞内構造や細胞増殖への影響を詳細に調べることで、核サイズ(N/C ratio)制御の生理学的意義にせまる。

研究成果の概要

真核生物において核のサイズは厳密に制御されており、核と細胞の体積比は一定に維持されている。核サイズ制御の破綻は、がん細胞や老化細胞で散見される異常であることから、核サイズ制御機構の解明は、細胞のがん化や老化の理解につながることが期待される。本研究は、分裂酵母を真核生物のモデルとして用いて、核サイズの人為的操作法の確立を目指した。核サイズ制御に関わる細胞内プロセスに注目して、それらの活性を微調整し組み合わせることにより、核サイズを安定的に変化させる方法を見出した。当該方法により、核サイズを変化させた細胞の表現型解析を行い、核サイズの変化は、その他のオルガネラ構造に影響を及ぼすことを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

核サイズ異常と細胞のがん化や老化の因果関係については不明であり、核サイズ制御の重要性についてはこれまでに詳細な解析がなされておらず、不明な点が多いのが現状であった。しかし本研究成果により、核サイズを段階的に変化させることで、細胞や核の機能についての詳細な解析が可能となる。核サイズを変化させるために修飾を加えた細胞内プロセスは、酵母からヒトまで高度に保存されたプロセスであることから、本技術は酵母のみならず普遍的なものとして利用可能である。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] フランシスクリック研究所(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 分裂酵母の核サイズ制御のしくみと核サイズ操作技術への展開2022

    • 著者名/発表者名
      藤本尭玄、久米一規
    • 雑誌名

      細胞

      巻: 54 ページ: 48-51

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 真核生物における核のサイズ制御の仕組み 細胞のサイズを感知して核のサイズを制御するメカニズムとは?2022

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 60 ページ: 386-392

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞サイズと連動した核サイズ制御機構と核サイズ操作技術への展開2022

    • 著者名/発表者名
      藤本尭玄、久米一規
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 6 ページ: 56-60

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Identification of mutants with increased variation in cell size at onset of mitosis in fission yeast2021

    • 著者名/発表者名
      Scotchman Elizabeth、Kume Kazunori、Navarro Francisco J.、Nurse Paul
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 134 号: 3 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1242/jcs.251769

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 普遍的な核サイズ制御機構の理解を目指して ~核と細胞のサイズ連動性が破綻した分裂酵母変異体の解析~2023

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      ゲノム量変動生物学研究推進体・キックオフ研究交流会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] mRNA核外輸送の破綻により引き起こされる核肥大化のメカニズムの解析2022

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第55回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞サイズと連動した核サイズの恒常性維持機構2022

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      広島大学 健康長寿研究拠点 ワークショップ
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 細胞機能を司る核のサイズ制御のしくみ2021

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      第23回 酵母合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核の空間サイズを制御する仕組みとは?2021

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      第44回 分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母の核サイズ増加変異体の解析2021

    • 著者名/発表者名
      高嶋宏太、水沼正樹、久米一規
    • 学会等名
      第38回 YEAST WORKSHOP
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] 分裂酵母の核サイズ恒常性を破綻させる核内凝集体の解析2020

    • 著者名/発表者名
      久米一規
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム 第53回 研究報告会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-08-03   更新日: 2024-01-30  

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