比較ゲノムによるマラリア原虫受精メカニズムの解明

2010 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20590426
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 平井 誠 群馬大学, 大学院・医学系研究科, 講師 (50326849)
• キーワード: マラリア原虫 / 受精 / GCS1

研究概要

マラリア原虫の受精は蚊の消化管内腔で行われる。一対の雌雄原虫が受精したのち千個以上にも増殖する。蚊の体内で行われる受精のステップでマラリア原虫のライフサイクルを断つ戦略は、マラリアコントロールのための新しい作用点である。これを実現化するための前提としてマラリア原虫における受精メカニズム、そこで立ち働く受精因子を同定することであるが全く明らかにされていない。本研究は、植物を含むモデル生物の受精因子について、マラリアオルソログの探索を足掛かりとしてマラリア原虫の受精因子の同定、およびマラリア原虫と異種生物間で保存されている受精の共通因子と機構を発見することを目的とした。比較ゲノム解析の結果、植物受精にとって必須な因子であるGCS1(Generative Cell Specific 1)の相同分子がマラリア原虫にも存在することを見出した。GCS1欠損マラリア原虫を作製しその受精能を検証した結果、GCS1はマラリア原虫においても受精に必須である事、すなわち植物とマラリア原虫の受精メカニズムがGCS1を基盤として営まれている事実を初めて見出した。さらに驚くべきことに、GCS1はマラリア原虫のみならず、他の感染性微生物や動物(哺乳類を除く)においても保存されていることを見出し、これら生物の受精においてGCS1が要の分子として位置することを見出した。このように広範な生物種において保存されている受精因子はGCS1以外に前例がなく、この発見はScience(29 April,2008,Editor's choice)に記事として取り上げられ、この発見の重要性を物語っているといえよう。

研究成果

• [雑誌論文] Clues to Evolution of the SERA Multigene Family in 18 Plasmodium Species. (2011)
  • 著者名/発表者名: Arisue N, Kawai S, Hirai M, Palacpac NM, Jia M, Kaneko A , Tanabe K, Horii T.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: vol.6 ページ: e17775
  • 査読あり
• [雑誌論文] The functional domain of GCS1-based gamete fusion resides in the amino terminus in plant and parasite species. (2010)
  • 著者名/発表者名: Mori T, Hirai M, Kuroiwa T, Miyagishima SY.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: vol.5 ページ: e15957
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of experimental cerebral malaria is independent of IL-23 and IL-17. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishida H, Matsuzaki-Moriya C, Imai T, Yanagisawa K, Nojima Y, Suzue K, Hirai M, Iwakura Y, Yoshimura A, Hamano S, Shimokawa C, Hisaeda H.
  • 雑誌名: Biochem Biophys Res Commun. 巻: Vol.402 ページ: 790-795
  • 査読あり
• [雑誌論文] Production of a transgenic mosquito expressing circumsporozoite protein, a malarial protein, in the salivary gland of Anopheles stenhensi (Dintera : Culicidae). (2010)
  • 著者名/発表者名: Matsuoka H, Ikezawa T, Hirai M.
  • 雑誌名: Acta Med Okayama 巻: vol.64 ページ: 233-241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of a loop-mediated isothermal amplification method as a tool for diagnosis of infection by the zoonotic simian malaria parasite Plasmodium knowlesi. (2010)
  • 著者名/発表者名: Iseki H, Kawai S, Takahashi N, Hirai M, Tanabe K, Yokoyama N, IRarashi I.
  • 雑誌名: J Clin Microbiol. 巻: vol.48 ページ: 2509-2514
  • 査読あり
• [雑誌論文] The first case of a class I glucose-6-phosphate dehydrogenase deficiency, G6PD Santiago de Cuba (1339 G>A), in a Chinese population as found in a survey for G6PD deficiency in northeastern and central China. (2010)
  • 著者名/発表者名: Wang J, Matsuoka H, Hirai M, Mu L, Yang L, Luo E
  • 雑誌名: Acta Med Okayama 巻: vol.64 ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fertilization is a novel attacking site for the transmission blocking of malaria parasites. (2010)
  • 著者名/発表者名: Hirai M, Mori T.
  • 雑誌名: Acta Trop 巻: vol.114 ページ: 157-161
  • 査読あり
• [学会発表] Fertilization of malaria parasite is determined by GCS1, a definitive fertilization factor. (2010)
  • 著者名/発表者名: 平井誠
  • 学会等名: 第33回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル
  • 年月日: 2010-12-07
• [備考]
  • URL: http://stke.sciencemag.org/cgi/content/abstract/sigtrans;1/17/ec153
• [備考]
  • URL: http://www.u-presscenter.jp/modules/bulletin/index.php?page=article&storyid=209
• [備考]
  • URL: http://wvvw.rikkyo.ac.jp/news/2008/05/1017/