| 研究課題/領域番号 |
21K06268
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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44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
有川 幹彦 高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (20432817)
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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 |
交付 (2022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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 原生生物 / アンヒドロビオシス / トレハロース / コルポーダ / 乾燥耐性 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ある種の生物は、代謝を完全に停止させた状態で乾燥環境を生き抜く。これをアンヒドロビオシス（乾燥無代謝休眠）という。体内においてトレハロースが水と置き換わることで乾燥耐性が獲得されると考えられている。しかし、乾燥耐性の獲得機構や再水和による覚醒機構については、全容の解明には至っていない。
本研究では、原生生物コルポーダの休眠シスト形成過程および脱シスト過程において、トレハロース代謝系に介入し、乾燥耐性に対する影響について確認することで、トレハロースの分子動態と乾燥耐性との関連性を明らかにする。これにより、アンヒドロビオシス現象において、細胞の乾燥耐性獲得機構の解明に大きく貢献すると期待できる。
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| 研究実績の概要 |
ある種の生物は、代謝を完全に停止させた状態で乾燥環境を生き抜く。これをアンヒドロビオシス（乾燥無代謝休眠）という。体内においてトレハロースが水と置き換わることで乾燥耐性が獲得されると考えられている。しかし、乾燥耐性の獲得機構や再水和による覚醒機構については、全容の解明には至っていない。本研究では、原生生物コルポーダの休眠シスト形成過程および脱シスト過程において、トレハロース代謝系に介入し、乾燥耐性に対する影響について確認することで、トレハロースの分子動態と乾燥耐性との関連性を明らかにすることを目的とした。
まず、昨年度に引き続き、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性はトレハロースの蓄積によりもたらされる可能性の検証を行った。様々な糖質存在下で誘導した休眠シストの乾燥耐性を検討したところ、グルコースを取り込んだ休眠シストの乾燥耐性が強化する傾向にあったものの、有意な差は認められなかった。トレハロースには乾燥耐性を強化するような効果は認められなかった。このことから、やはりコルポーダ休眠シストの乾燥耐性はトレハロースの蓄積ではなく、他の物質によりもたらされる可能性が示唆された。そこで、緩歩動物に属するクマムシの乾燥耐性に関与するCHASおよびSHASの研究に倣い、休眠シストに含まれる熱可溶性タンパク質の探索を行った。その結果、熱処理後の可溶性分画に、分子量50 kDaの2本のタンパク質が含まれていることが分かった。ウェスタンブロッティング解析の結果、この２本のタンパク質はチューブリン分子であった。このことから、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性には熱可溶性のチューブリン分子が関わっている可能性が示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
当初は、コルポーダ休眠シストの乾燥耐性がトレハロースの蓄積によりもたらされるものと考えていた。したがって、元々の研究計画はそれを実証することを目的として立案したものであった。しかし、研究の進捗に伴い、LEAタンパク質やCAHSタンパク質、SAHSタンパク質など、トレハロース以外の物質の関与が考えられたため、研究計画を変更した。そのため、現在までの進捗状況はやや遅れている。
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| 今後の研究の推進方策 |
コルポーダ休眠シストの乾燥耐性がトレハロースの蓄積によりもたらされる可能性を完全に否定することは難しい。休眠シスト形成に伴うトレハロース代謝関連遺伝子の発現変動や休眠シスト内トレハロースの検出、さらにはトレハロース以外の糖質の関与について引き続き検証していく。それと同時に、新たに検出され休眠シストの乾燥耐性に関与していると考えられる熱可溶性タンパク質の同定、および休眠シスト内における機能について検証していく。さらには、LEA タンパク質やCAHSタンパク質、SAHSタンパク質の遺伝子の存在を確認し、休眠シスト形成時におけるそれら遺伝子の発現や、タンパク質の蓄積を確認する。
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