| 研究課題/領域番号 |
21K05511
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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38060:応用分子細胞生物学関連
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| 研究機関 | 山形大学 (2023)
国立研究開発法人理化学研究所 (2021-2022) |
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研究代表者 |
野村 俊尚 山形大学, 農学部, 准教授 (20722771)
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| 研究分担者 |
松島 良 岡山大学, 資源植物科学研究所, 准教授 (80403476)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | ユーグレナ / パラミロン / 貯蔵多糖 / ゲノム編集 / 形態形成 / パラミロン粒 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ユーグレナは、貯蔵多糖としてβ-1,3-グルカンの結晶であるパラミロン粒を蓄積する。パラミロン粒のサイズや個数、形状はユーグレナ種内で多様性を示し、これらを制御する何らかの機構が存在すると推察されるが、その実態は不明である。また、パラミロンは食品機能性成分やバイオプラスチックの原料として昨今注目されており、利活用の効率化につながるパラミロン粒サイズを制御する技術の開発ニーズも高まっている。そこで、ゲノム編集ベースの遺伝子スクリーニングなど独自開発した手法を駆使することで、ユーグレナにおけるパラミロン粒のサイズや個数、形状制御に関わる分子機構を明らかにすることを目的とした研究を実施する。
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| 研究実績の概要 |
前年度に引き続き、ゲノム編集により作出したFLAGタグ付加EgGSL2（パラミロン合成酵素遺伝子）発現株を用い、ユーグレナ（Euglena gracilis）において、グルコース添加濃度に応じたGSL2タンパク質量の増加が引き起こされることの再現性を確認した。これにより本種において、グルコースによるパラミロン合成の制御機構が存在する可能性が高いことが明らかになった。そこで、上記のGSL2タンパク質量の増加が顕著であったグルコース添加条件と、グルコースの添加無しの対照区サンプルを対象に、RNA-Seq解析を行なった結果、数百の発現変動遺伝子を検出した。このうち、主に発現量が顕著に上昇した遺伝子に着目してゲノム編集実験を行い、パラミロン合成や顆粒形成に関わる遺伝子群を見出して行く予定である。また、パラミロン粒形成条件下での野生株およびパラミロン粒形成不能となるEgGSL2ノックアウト株を対象に、FE-SEM観察を行った。前年度に見出された野生型株で見られたパラミロン粒の形成誘導時に、その周囲を取り巻く、あるいは隣接する形で存在していた電子密度の高い細胞内構造物は、EgGSL2ノックアウト株においても、少なくとも完全に消失することはないことが明らかになった。他方で、前年度に続き、ユーグレナにおけるCas12a RNPを用いた標的ゲノム配列への高効率な変異導入や正確な塩基書き換え技術に関する結果データを拡充し、学術論文として発表した。
最終年度は、申請者の異動に伴う事情により、研究の進捗に大きな遅れが生じてしまったが、本課題の遂行のための基盤となるユーグレナのゲノム改変技術の拡充や実験条件、今後の進展に繋がる新しい知見や予備データの取得は十分に達成されたと考えている。
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