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2017 年度 実施状況報告書

酵母のフェロモン/受容体の新しい組み合わせができる分子メカニズム

研究課題

研究課題/領域番号 17K15181
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

清家 泰介  国立遺伝学研究所, 系統生物研究センター, 特別研究員(PD) (80760842)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
キーワード分裂酵母 / フェロモン / 多様性
研究実績の概要

昆虫・両生類、酵母といった微生物まで、多くの生物では体外に性フェロモンと呼ばれる物質を分泌して異性と交配している。通常、フェロモンとその受容体間の認識は厳密であり、フェロモンの構造が変化すると受容体とは結合できずに、異性との交配が妨げられる結果になる。そのため、自然界ではフェロモンと受容体の新しい組み合わせがどのように生じるのかはよく分かっていない。そこで、平成29年度では、世界中から単離された野生の分裂酵母150株において、フェロモンと受容体遺伝子の解析を行い、多様性を調査した。その結果、面白いことにM型フェロモンとその受容体にはアミノ酸配列を変えるような変異は入っておらず、実験室株のものと完全に同じであった。その一方で、P型フェロモンとその受容体にはアミノ酸を変えるような変異が多く蓄積しており、極めて多様化していた。P型フェロモンは1つの遺伝子座内でコード領域が重複しているが、多くの株でコピー数が変動しており、様々な種類のフェロモンが同時に生産されていた。アミノ酸のわずかな違いによる機能の変化を調べたところ、交配時の細胞応答に顕著な活性の違いが生じた。以上の結果から、自然界では分裂酵母の2種類のフェロモンが、非対称的に多様化しているということを見出した。以上の結果から、酵母の交配がフェロモンの厳密な機構と、柔軟な機構から成立していることが分かってきた。平成30年度では、引き続き、この生物学的意義について解析する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

当初の計画通り、分裂酵母の野生株150株からゲノムを抽出し、フェロモン及び受容体遺伝子の一次配列を全て決定することができた。その結果、自然界には実験室株で見られないフェロモンを作る酵母が多数いることが分かった。さらに本年度中に、それぞれのフェロモン活性を調べることもできた。酵母のフェロモンと受容体の共進化の実態が分かりつつあり、本研究は非常に実りのあるものになっている。

今後の研究の推進方策

平成30年度も引き続き、フェロモンと受容体の共進化の解析により、新しい組み合わせができるメカニズムに迫る。本研究の結果は、すでに論文としてまとめつつあるので、本年度中に公表を目指す。また研究代表者は、この4月に遺伝研から理研に異動し、研究をする環境が変化した。そのため、必要な機材や試薬などを新たに購入し、本研究課題を円滑に遂行するための準備を行う。

次年度使用額が生じた理由

平成30年度以降に実施する研究を異動先で円滑に行うために、平成29年度に予定していた使用を最低限に留めた。差額分は、理研での研究スタートの準備に必要な経費に充てる予定である。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [学会発表] 分裂酵母の性フェロモンの非対称な進化2018

    • 著者名/発表者名
      清家泰介
    • 学会等名
      2017年度国立遺伝学研究所研究会「単細胞システム細胞内装置の構造と機能」
    • 招待講演
  • [学会発表] 酵母は別種の性フェロモンを使って交配できるか?2018

    • 著者名/発表者名
      清家泰介
    • 学会等名
      酵母研究若手の会第四回研究会
  • [学会発表] 酵母の種分化機構におけるフェロモン/受容体の共進化2018

    • 著者名/発表者名
      清家泰介
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 分裂酵母におけるフェロモン/受容体の共進化の実態解明を目指して2018

    • 著者名/発表者名
      清家泰介, 仁木宏典
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] The Evolution of Pheromone Diversity in Fission Yeast.2017

    • 著者名/発表者名
      Seike T, Niki H
    • 学会等名
      28th ICYGMB/Yeast2017
    • 国際学会
  • [学会発表] Evolution of sex pheromones accelerates asymmetrically in fission yeasts.2017

    • 著者名/発表者名
      Seike T, Niki H
    • 学会等名
      9th International Fission Yeast Meeting
    • 国際学会
  • [学会発表] 分裂酵母のフェロモン多様性における非対称な進化2017

    • 著者名/発表者名
      清家泰介, 仁木宏典
    • 学会等名
      第50回酵母遺伝学フォーラム研究報告会

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公開日: 2018-12-17  

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