| 研究課題/領域番号 |
19K06647
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| 研究機関 | 甲南大学 |
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研究代表者 |
武田 鋼二郎 甲南大学, 理工学部, 教授 (90426578)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | ポリリン酸 |
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| 研究実績の概要 |
ポリリン酸（polyP)は、数百ものリン酸が重合した高分子であり、すべての生物が有すると言われている。polyPはリン酸を貯蔵する役割を担う一方、様々な生理活性を担うことが報告されている（ほ乳類における血液凝固の促進、エネルギー代謝やタンパク質のフォールディング、タンパク質の翻訳後修飾など）。しかしながら、polyPがなぜかくも多様な役割を担いうるのか、根本の理解は進んでいないのが現状である。申請者は、polyPを過剰に蓄積する分裂酵母変異株Δpqr1を見出し、この変異株では窒素源飢餓時にオートファジー依存的タンパク質分解に異常をきたし致死となることを発見した。本研究では、この発見を基礎として、「真核生物におけるpolyPの新しい生理機能と進化的に保存された制御系を解明する」ことを目的とした。中心的な問いかけは、(A) polyPの新奇生理機能、(B)polyPに関わる遺伝子群の網羅的同定、(C) polyP量の変化や異常に対する細胞応答の全体像の理解、の３点である。
(A)については、我々は、オーファジー依存的なアミノ酸リサイクルの最終段階である液胞内タンパク質分解の正常な完了のためには、液胞内polyP量の過剰を防止することが重要であることを示し、論文をJBC誌において報告した。この研究は、オートファジー依存的なタンパク質分解とpolyPとの関連性について報告した論文として評価された。また、論文を完成する過程で、polyPが過剰蓄積した状態では液胞内に不定形の未知の構造物が形成されることも見出した。polyPの生理機能と関わりがあると予想され、今後の研究課題の一つとなった。
(B, C)に関しては、transcriptome解析を行うための条件検討など予備的な研究を進めた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本研究の提案時に掲げた中心的な問いかけは、(A) polyPの新奇生理機能、(B)polyPに関わる遺伝子群の網羅的同定、(C) polyP量の変化や異常に対する細胞応答の全体像の理解、の３点である。
(A) オートファジーによるアミノ酸リサイクルの最終段階である液胞内タンパク質分解が正常に進行するために、ポリリン酸レベルの適切な制御が重要であることを示し、学術論文として報告することができた。そのため、この部分に関しては、順調に研究が進んだと評価できる。
(B, C) polyPが必須となる条件を発見し、transcriptome解析を実施することで、polyPが果たす必須機能を解明することを目指した。様々な遺伝的バックグラウンド、培地のリン酸濃度など生理条件を検討し、polyP合成が分裂酵母細胞の生存に必須となる条件を明らかにできたが、transcriptome解析の実施や遺伝子破壊株ライブラリーとの組み合わせによる網羅的探索まで手がまわらなかった。(B, C)の部分については予定より遅れていると評価せざるを得ない。
以上、総合して、現在までの研究進捗状況は「やや遅れている」とした。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究期間延長が認められ、2022年度までとなった。(A)に関しては、当初の目標を達成できたと考える。(B, C)については、予算の制約もあり、網羅的なtranscriptome解析を実施することは難しいと考える。そのため、polyP合成が必須となる条件において、polyP合成を阻害した際の細胞の呈する異常（表現型）を多角的に検討する予定である。この内容で学術雑誌へ短報を出版したい。また、2023年度科研費や各種研究助成に積極的に応募して、必要な研究予算の確保を目指す。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
研究が2021年度内に終了せず、2022年度に持ち越す見込みとなったため、2022年度での研究遂行に必要な金額を持ち越すことになった。申請していた2022年度からの科研費が採択されなかったため、この持ち越し予算を用いて研究を進める。
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