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2020 年度 実施状況報告書

細胞質内分子流動に関わる内膜微小揺動の発生機序とその生理作用の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07311
研究機関福島県立医科大学

研究代表者

和田 郁夫  福島県立医科大学, 医学部, 教授 (40182969)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
キーワード小胞体 / 揺らぎ / 分子混雑度
研究実績の概要

これまで正確に測定できてなかった細胞内での混雑度の定量化を、リンカーをはさんで2つの蛍光蛋白を接続させた分子内の蛍光エネルギー共鳴転移(FRET)を適切な光学設定の元で蛍光寿命を測定することで行った。このFRETペアとしては調べた中ではminiSOG改良体とmCherryの直列二量体がもっとも高い感度が得られた。試験管内で調べると両分子間にフレキシブルな長いリンカーを挿入した場合と堅いヘリックスリンカーを用いた場合とではFRET効率に差が確認され、蛋白やficol等での分子混雑度を増す状態でのFRET効率が増加した。これを細胞内に導入した場合には細胞質においても高いFRET効率が観察されたが、高浸透圧によるさらなる増加は予想通りに確認された。このペアを用いてこれまで同定した小胞体の微小ゆらぎを止める処理を行ったところ、細胞質全体でのFRET効率にはほぼ変化は無かった。ただその条件下で培養を続けたところ、pixel-pixelでの蛍光寿命を調べるとその分布が広がる傾向は観察された。なお小胞体内の混雑度はこの方法では技術的に観測できない。このような方法によるこの現象の細胞質混雑度への影響について追加し、これまでの知見に加えてとりまとめている。
また、本研究で開発した各種の分子細胞生物学ツールを応用して、IV型プロコラーゲンの分泌系初期過程での輸送に関して研究を行い、これまでの知見とは異なり、ERGICを経由しない経路で運ばれることを報告した。さらに、これらのイメージングツールを卵の研究に応用して、卵表面においてCD9がGPI蛋白の区画化に関わることを証明した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

4: 遅れている

理由

今年度は特に研究本体外の状況による遅れもあったが、最大の目標であるこの現象を起こす分子の同定ができていないことにもよる。

今後の研究の推進方策

本研究によって見出した知見では、特定の分子の反応によって張力が発生して小胞体構造の微小ゆらぎが起きることが最も考えやすく、その分子の同定を進めてきた。しかし、これまでにその分子が見つからないことに加えて、部分的再構成の結果から、必ずしもこの現象が単一のミカエリスメンテン型の酵素反応の結果に寄るものではない可能性も否定できなくなってきた。この点について検討を進める必要が出てきている。

次年度使用額が生じた理由

コロナ禍による遅延。本年度は消耗品費ととりまとめに使用する予定。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Visualization of Procollagen Iv Reveals Er-to-Golgi Transport by Ergic-Independent Carriers2020

    • 著者名/発表者名
      Yuto Matsui, Yukihiro Hirata, Ikuo Wada, Nobuko Hosokawa
    • 雑誌名

      Cell Struct Funct

      巻: 45 ページ: 107, 119

    • DOI

      10.1247/csf.20025

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Unveiling a novel function of CD9 in surface compartmentalization of oocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Naokazu Inoue, Takako Saito, Ikuo Wada
    • 雑誌名

      Development

      巻: 147 ページ: dev189985.

    • DOI

      10.1242/dev.189985

    • 査読あり
  • [学会発表] Photon counting multiple histograms (PCMH) analysis of the ERdj3-SDF2L1 complex2020

    • 著者名/発表者名
      Kuiper Bastiaan Pepijn, Hanafusa Ken, Hosokawa Nobuko , Wada Ikuo
    • 学会等名
      日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Izumo1遺伝子の選択的スプライシングによってマウスの配偶子融合は保証される2020

    • 著者名/発表者名
      齋藤 貴子, 和田 郁夫,井上 直和
    • 学会等名
      日本動物学会 第90回
  • [学会発表] Efficient ER Exit of Mnn4 Is Dependent on Both Svp26 and Mnn6 in Saccharomyces cerevisiae.2020

    • 著者名/発表者名
      Noda Y, Arai S, Wada I, Yoda K
    • 学会等名
      International conference on yeast genetics and molecular biology
    • 国際学会
  • [学会発表] Sperm IZUMO1 dependent gamete fusion influences male fertility in mice2020

    • 著者名/発表者名
      Takako Saito, Ikuo Wada and Naokazu Inoue
    • 学会等名
      Gordon Research Conference
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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