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2015 年度 実施状況報告書

繊毛虫テトラヒメナで見つかった脊椎動物特異的な膜貫通型ヌクレオポリンの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K07066
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

岩本 政明  国立研究開発法人情報通信研究機構, 未来ICT研究所バイオICT研究室, 主任研究員 (80450683)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード核膜孔複合体 / ヌクレオポリン / 遺伝子破壊 / ライブイメージング / 2核性 / 繊毛虫 / テトラヒメナ
研究実績の概要

繊毛虫のテトラヒメナは、Pom121に類似した核膜孔タンパク質を有している。Pom121は膜貫通型の核膜孔タンパク質で、これまで脊椎動物でしか見つかっていなかった。テトラヒメナで見つかったPom121様タンパク質は、二核性の繊毛虫類が持つ二種類の細胞核、大核と小核のうち、大核の核膜孔だけに局在する。このことは、脊椎動物以外で繊毛虫だけがPom121様タンパク質を持つことと、繊毛虫が二核性システムを成立させたこととの関連性を予想させる。繊毛虫核の構造的・機能的な分化に、Pom121様タンパク質がどのように関わっているのかを明らかにすることが本研究の目的である。
H27年度は、初めに、Pom121様タンパク質の機能解析に用いる遺伝子ノックアウト株の作成を目指した。ターゲティングベクターを小核に導入し、2倍体小核ゲノムのPom121様遺伝子がヘテロにKOされた株を作成した。現在、この株から、遺伝学的手法によって小核と大核の全てのPom121様遺伝子コピーが破壊された完全KO個体を作成中である。
次に、Pom121様タンパク質が大核の核膜孔複合体にだけ局在する仕組みを明らかにするため、Pom121様タンパク質に大核局在化活性をもつシグナル配列が存在するかを調べた。GFPと融合したPom121様タンパク質の様々な断片をテトラヒメナに発現させたところ、いつかの断片が大核内に特異的に局在した。このことから、Pom121様タンパク質の内部には大核局在化活性を持つ領域が存在することが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

H27年度に計画していたPom121様遺伝子のノックアウトは、現在、小核ゲノム上の遺伝子を破壊した株が得られており、間もなく完全KO株が完成する見込みである。また、Pom121様タンパク質の内部に大核局在化活性をもつ領域が存在することを
明らかにできた。このような状況から、研究はおおむね順調に進行しているといえる。

今後の研究の推進方策

Pom121様遺伝子の完全KO株が得られた後、様々な顕微鏡システムを駆使してその表現型の解析を行う。また、完全KO株にPom121様タンパク質の部分欠損変異体を導入するレスキュー実験を行って、表現型に関与する分子内の機能領域の特定を目指す。
一方、大核局在化活性を持つ最小配列を特定する。その配列領域を小核局在化シグナル(小核特異的タンパク質から同定済み)と置き換えた変異体を作成し、Pom121様タンパク質を小核の核膜孔に異所局在させた時に、小核の核膜孔複合体の構造と機能、さらには小核の形態にどのような影響が出るか調べる予定である。

次年度使用額が生じた理由

消耗品の使用量が予定していたより少なかったため、物品費の支出に差額が出た。

次年度使用額の使用計画

当該年度に使用量が予定に満たなかった消耗品については、次年度に使用量の増加が見込まれるので、次年度使用額は全額物品費(消耗品)に当てる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Uniquely designed nuclear structures of lower eukaryotes2016

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Iwamoto, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      Current Opinion in Cell Biology

      巻: 40 ページ: 66-73

    • DOI

      10.1016/j.ceb.2016.02.019

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Uncleavable Nup98-Nup96 is functional in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe2015

    • 著者名/発表者名
      Haruhiko Asakawa, Chie Mori, Chizuru Ohtsuki, Masaaki Iwamoto, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      FEBS Open Bio

      巻: 5 ページ: 508-514

    • DOI

      10.1016/j.fob.2015.06.004

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The nuclear pore complex acts as a master switch for nuclear and cell differentiation2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Iwamoto, Yasushi Hiraoka, Tokuko Haraguchi
    • 雑誌名

      Communicative and Integrative Biology

      巻: 8 ページ: e1056950

    • DOI

      10.1080/19420889.2015.1056950

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] テトラヒメナヒストンH3における新規の化学修飾2015

    • 著者名/発表者名
      丸山顕史、岩本政明、平岡泰、原口徳子
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2015-12-03
  • [学会発表] The nuclear pore complex acts as a master switch for nuclear differentiation of ciliate Tetrahymena2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Iwamoto
    • 学会等名
      第1回日韓原生生物学会合同シンポジウム
    • 発表場所
      国立感染症研究所(東京都、新宿区)
    • 年月日
      2015-11-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular architecture of the nuclear pore complex in the fission yeast S. pombe2015

    • 著者名/発表者名
      Tokuko Haraguchi, Haruhiko Asakawa, Tomoko Kojidani, Hiroko Osakada, Masaaki Iwamoto, Koji Nagao, Chikashi Obuse, Yasushi Hiraoka
    • 学会等名
      Pombe 2015 8th International Fission Yeast Meeting
    • 発表場所
      生田神社(兵庫県、神戸市)
    • 年月日
      2015-06-24
    • 国際学会
  • [備考] Cell Magic World 生物情報グループ

    • URL

      http://www2.nict.go.jp/advanced_ict/bio/w131103/CellMagic/index.html

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公開日: 2017-01-06  

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