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マラリア原虫メロゾイトの細胞内小器官デンスグラニュールタンパク質の網羅的解析

研究課題

研究課題/領域番号 22K07041
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分49040:寄生虫学関連
研究機関愛媛大学

研究代表者

森田 将之  愛媛大学, プロテオサイエンスセンター, 講師 (60709632)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードメロゾイト / デンスグラニュール / 免疫電子顕微鏡法 / AGIAタグ / EXP2 / マラリア原虫 / 免疫電子顕微鏡 / AirID
研究開始時の研究の概要

赤血球へ侵入するマラリア原虫は、様々なタンパク質を独特の細胞内小器官に保有して複雑な赤血球寄生を可能とする。その中でもデンスグラニュール (DG) は、代表者らのこれまでの研究成果により赤血球侵入やその後の寄生維持に必須なタンパク質を含むことが明らかになってきた。さらに、予備的な実験によってDGには少なくとも3種類のサブタイプが存在することを見出している。本研究では、これまでに知られているDGタンパク質を各サブタイプへ分類するとともに、各サブタイプに存在する新たなマラリア原虫タンパク質の全体像を明らかにすることを目的として実施する。

研究実績の概要

マラリア原虫メロゾイトは赤血球寄生に特化した細胞内小器官を有する。本研究はその中でも近年の代表者らの研究でマラリア原虫の侵入や寄生維持に重要な分子が含まれることが見出されてきたデンスグラニュール (DG) の全貌を明らかにすることを目的としている。代表者の予備研究からDGは、RESAが局在するDG、SUB1が局在するDG、そのどちらも局在しないDG、の少なくとも3種に免疫電子顕微鏡法 (IEM) によって分類できることが分かっており、それらが独自に機能して原虫の赤血球寄生を緻密に制御していると考えられる。このことから既知DGタンパク質および代表者が独自に同定したDGタンパク質候補がどのDGに局在するか明らかにするためにIEMを行った。前年度にシングルクロスオーバーによる遺伝子組換えでAGIAタグをDGタンパク質候補のC末端へ融合させた。今年度はウサギ抗AGIAモノクローナル抗体を用いたIEMを行ったが、その抗体反応はほとんど検出できなかった。本シングルクロスオーバーではT2AスキップペプチドによってAGIAタグ塩基配列の下流の翻訳がスキップされて薬剤耐性遺伝子が単独で発現されるはずであるが、一部がスキップされずAGIAタグのC末端に薬剤耐性タンパク質が融合していた。これによりIEMで検出できるAGIAタグが減少したことが考えられた。そのため、CRISPR/Cas9システムによるダブルクロスオーバーでAGIAタグをマラリア原虫のゲノムDNAへ組み込むことにし、既知DGタンパク質であるEXP2のC末端へAGIAタグを導入することに成功した。IEMによりRESAとの共局在を観察した結果、RESAが局在するDGにEXP2は局在しないことがわかった。それに加えて、RESAとEXP2の両方が局在しないDGも観察され、未知のDG様オルガネラがさらに存在することが示唆される結果を得た。

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

シングルクロスオーバーによって作製したAGIAタグ融合熱帯熱マラリア原虫はウサギ抗AGIAモノクローナル抗体の反応シグナル量が低下していることが考えられた。このことからCRISPR/Cas9システムによるダブルクロスオーバーで遺伝子組換え原虫の作出を新たに行ったため遅れが生じた。

今後の研究の推進方策

EXP2はメロゾイト内でRESA陽性のDGには局在しないことがわかった。次に、EXP2はSUB1陽性のDGに局在するか明らかにするためにIEMによるSUB1とEXP2-AGIAの共局在解析を行う。それとともに、RESAまたはSUB1にAirIDを融合させたマラリア原虫の作製を進める。

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 学会発表 (9件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] マラリア原虫メロゾイトのデンスグラニュール局在タンパク質の免疫電子顕微鏡観察2024

    • 著者名/発表者名
      森田将之、新澤直明、坪井敬文、高島英造
    • 学会等名
      第93回日本寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Ultrastructural localization analysis of proteins in dense granules, organelles in Plasmodium falciparum merozoites2023

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Morita, Takafumi Tsuboi, Eizo Takashima
    • 学会等名
      The 21st Protein Island Matsuyama International Symposium (PIM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マラリア原虫メロゾイトのデンスグラニュールタンパク質の超微細局在解析2023

    • 著者名/発表者名
      森田将之、坪井敬文、高島英造
    • 学会等名
      第78回日本寄生虫学会 西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Towards the identification of novel dense granule organelles in Plasmodium falciparum merozoites.2023

    • 著者名/発表者名
      Morita M
    • 学会等名
      U.S.-Japan Cooperative Medical Sciences Program (USJCMSP), The 51st Joint Conference on Parasitic Diseases
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrastructual localization analysis of Plasmodium falciparum proteins using AGIA tag system.2022

    • 著者名/発表者名
      Morita M, Kanoi B, Shinzawa N, Takeda H, Sawasaki T, Tsuboi T, Takashima E
    • 学会等名
      The 20th Protein Island Matsuyama (PIM) International Symposium
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultrastructual localization analysis of Plasmodium falciparum merozoite proteins using AGIA tag-monoclonal antibody system.2022

    • 著者名/発表者名
      Morita M, Kanoi B, Shinzawa N, Kubota R, Takeda H, Sawasaki T, Tsuboi T, Takashima E
    • 学会等名
      International Congress of Parasitology (ICOPA) 2022
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] マラリア原虫デンスグラニュールタンパク質の網羅的解析2022

    • 著者名/発表者名
      森田将之
    • 学会等名
      第28回分子寄生虫学ワークショップ/第18回分子寄生虫・マラリアフォーラム合同大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マラリア原虫タンパク質の超微細局在解析のためのAGIAタグシステムの応用2022

    • 著者名/発表者名
      森田将之、Kanoi Bernard、新澤直明、窪田理恵、竹田浩之、澤崎達也、坪井敬文、高島英造
    • 学会等名
      第77回日本寄生虫学会西日本支部大会大阪大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] マラリア原虫デンスグラニュールタンパク質の局在解析2022

    • 著者名/発表者名
      森田将之、湯口貴聡、新澤直明、坪井敬文、高島 英造
    • 学会等名
      第92回日本寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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