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本研究では、9種類のα-チューブリンと6種類のβ-チューブリンを持つ線虫C. elegansをモデル系として、すべてのチューブリンアイソタイプの発現組織と発現時期、細胞内 局在、機能破壊による表現型を網羅的に解析し、さらにアイソタイプ間の互換性解析を行うことにより、マルチ -チューブリン仮説の検証を行うことを目的とした。
1. 線虫チューブリンアイソタイプの網羅的な発現・機能解析： CRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて、α-チューブリンアイソタイプ9種中8種、β-チューブリンアイソタイプ6種中6種の破壊株・標識株を作製した。GFP標識株を用いて各チューブリンアイソタイプの発現時期・発現組織・細胞内局在を高分解能スピニングディスク型共焦点顕微鏡によって解析した結果、ユニバーサルかつ大量に発現しているアイソタイプと、組織・細胞種特異的に少量発現しているアイソタイプが存在することが明らかになった。これらの結果から、発現しているチューブリンアイソタイプの組成の違いが細胞種特異的な微小管動態の多様性に寄与しているという仮説を提唱した。
2. 線虫チューブリンアイソタイプ間の互換性解析による『マルチ-チューブリン仮説』の検証： ユニバーサルに発現しているβ-チューブリンアイソタイプTBB-1およびTBB-2と、特異的な神経細胞に発現しているアイソタイプTBB-4およびMEC-7が微小管動態におよぼす影響について、CRISPR/Cas9ゲノム編集技術を用いて検証した。初期胚（TBB-1とTBB-2を発現）で各アイソタイプを異所的に発現させた結果、MEC-7の発現により安定な微小管が形成されることが示された。また、TBB-4は紡錘体微小管に取り込まれにくい傾向があることが示された。このようなアイソタイプごとの性質の違いが、組織特異的な微小管動態の多様性に寄与していることが示唆された。
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