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2016 年度 実施状況報告書

分裂酵母の新規細胞間情報交換メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K07376
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

八代田 陽子  国立研究開発法人理化学研究所, 吉田化学遺伝学研究室, 専任研究員 (60360658)

研究分担者 植木 雅志  国立研究開発法人理化学研究所, 伊藤ナノ医工学研究室, 専任研究員 (90312264)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード分裂酵母 / 代謝 / 細胞間情報交換
研究実績の概要

酵母には利用しやすい窒素源(アンモニア、グルタミン酸等)を含む環境下では、利用しにくい窒素源(分岐鎖アミノ酸等)の利用・取り込みに必要な酵素やトランスポーターの発現が抑制される窒素源カタボライト抑制という機構が存在する。我々は分裂酵母の分岐鎖アミノ酸要求性変異株(eca39Δ株)が示す特徴的な適応生育現象を見出したことより、窒素源カタボライト抑制を解除する機能を示す分泌ファクターを同定し、窒素源シグナル因子(Nitrogen Signaling Factor, NSF)と命名した。今年度はNSFの受容体および受容後のシグナル経路に関与する因子のスクリーニングを行った。当初、eca39Δ株を試験株として分裂酵母の約3,000株の遺伝子破壊株との掛け合わせによる二重破壊株を作製する予定だったが、eca39Δ株の生育が遅く取り扱いにくいため、eca39Δ株と同様に適応生育現象を示すロイシン要求性変異株(leu1株)を試験株としてスクリーニングを行った。選抜された遺伝子の中には膜融合や小胞輸送に関与するSNAREタンパク質をコードする遺伝子やヒストンアセチル化酵素の複合体サブユニットをコードする遺伝子が含まれていた。これらはNSF取り込み後のシグナル伝達に関与することが考えられる。また、野生株の近傍にて適応生育したeca39Δ株およびNSF存在下で適応生育したeca39Δ株を用いてマイクロアレイ解析を行い、適応生育後に転写レベルの変化する遺伝子を同定した。さらに、分泌ファクターの生産条件を検討した。異なる窒素源を含む最小培地で野生株を培養し、その培養上清のeca39Δ株回復能を調べたところ、アンモニアよりもグルタミン酸を含む培地で培養した野生株の培養上清において高い活性が見られた。また、培養時の通気量が分泌ファクターの生成に影響をおよぼすこと、定常期の培養上清の活性が高いことを確認した。

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

分泌ファクターNSFの取り込み後の作用機序に関与する因子を、遺伝学的スクリーニングを利用し同定した。加えて、NSFの作用機序を明らかにするためにNSF存在下で適応生育したeca39Δ株において転写レベルの変化する遺伝子を同定した。これらの情報は作用機序解析を進めるうえで非常に重要な知見となる。また、分泌ファクターの生産条件も検討した。以上のことより、本研究課題は計画通り順調に進んでいる。

今後の研究の推進方策

H28年度の実験結果をもとに、分泌ファクターNSFの詳細な作用機序解析に取り組む。NSFの受容体をまだ同定できていないことから、受容体候補(Gタンパク質共役受容体、二成分制御系など)について、それぞれ個別にNSFと相互作用があるかどうかを遺伝学的/生化学的手法を用いて調べる。また、分裂酵母が分泌するNSFの他の微生物への影響を確認し、NSFの生物学的意義について検討する。

次年度使用額が生じた理由

当初、eca39Δ株を試験株として分裂酵母の約3,000株の遺伝子破壊株との掛け合わせによる二重破壊株を作製する予定だったが、ロイシン要求性変異株(leu1株)を試験株とするスクリーニングに変更した。よって、すでに所有しているleu1変異バックグラウンドの約3,000株の遺伝子破壊株を用いたので、掛け合わせに必要な消耗品(プレート、試薬等)の購入が必要なくなったため。

次年度使用額の使用計画

次年度に行う詳細な作用機序解析に充てる予定。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] The copper transport-associated protein Ctr4 can form prion-like epigenetic determinants in Schizosaccharomyces pombe2017

    • 著者名/発表者名
      Theodora Sideri, Yoko Yashiroda, David A. Ellis, Maria Rodriguez-Lopez, Minoru Yoshida, Mick F. Tuite, Jurg Bahler
    • 雑誌名

      Microbial Cell

      巻: 4 ページ: 16-28

    • DOI

      10.15698/mic2017.01.552

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characterization of cytopathic factors through genome-wide analysis of the Zika viral proteins in fission yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Ge Li, Melissa Poulsen, Csaba Fenyvuesvolgyi, Yoko Yashiroda, Minoru Yoshida, Marc Simard, Robert C. Gallo, Richard Y. Zhao
    • 雑誌名

      Proc. Natl Acad. Sci. USA

      巻: 114 ページ: E376-E385

    • DOI

      10.1073/pnas.1619735114

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 分裂酵母における分泌脂肪酸を介した窒素源カタボライト制御2016

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 74 ページ: 414-416

  • [学会発表] Cell-to-cell communication mediated by fatty acids in fission yeast2017

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yashiroda
    • 学会等名
      The 3rd RIKEN-Academia Sinica Joint Conference
    • 発表場所
      理化学研究所(埼玉県和光市)
    • 年月日
      2017-03-29 – 2017-03-30
    • 国際学会
  • [学会発表] A novel intra-species communication system for adaptation to environmental nutritional conditions in Schizosaccharomyces pombe2016

    • 著者名/発表者名
      Yoko Yashiroda
    • 学会等名
      14th International Congress on Yeasts
    • 発表場所
      淡路夢舞台国際会議場(兵庫県淡路市)
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母の窒素源カタボライト抑制を解除する分泌性活性物質の同定2016

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      日本農芸化学会関東支部2016年度第2回支部例会
    • 発表場所
      日本獣医生命科学大学(東京都武蔵野市)
    • 年月日
      2016-09-10 – 2016-09-10
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母における細胞間コミュニケーションを担う窒素源シグナリング因子の発見2016

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      第190回酵母細胞研究会例会
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2016-07-08 – 2016-07-08
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母の新規細胞間コミュニケーションシステム2016

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      第19回真核微生物交流会
    • 発表場所
      酒類総合研究所(広島県東広島市)
    • 年月日
      2016-07-01 – 2016-07-01
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母の窒素源カタボライト抑制を制御する新規分泌性オキシリピンの同定2016

    • 著者名/発表者名
      八代田陽子
    • 学会等名
      日本ケミカルバイオロジー学会第11回年会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都市)
    • 年月日
      2016-06-15 – 2016-06-17

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公開日: 2018-01-16  

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