| 研究課題/領域番号 |
20H02915
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
久米 一規 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (80452613)
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| 研究分担者 |
原 裕貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (80767913)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 細胞核 / サイズ恒常性 / 分裂酵母 / 線虫 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、モデル生物である分裂酵母と線虫のそれぞれの利点を生かして、細胞レベルと個体レベルにおける、（1）核サイズ恒常性維持機構の全容解明と（2）核サイズ恒常性維持の生理学的意義の理解を目的とする。以下に（1）と（2）それぞれの解析から得られた成果を記述する。
（1）核サイズ恒常性維持機構の全容解明：分裂酵母を用いた細胞レベルでの解析から、核サイズの恒常性維持において中心的な役割を担うと考えられる核膜タンパク質Lem2と物理的相互作用を示す新規分子を複数同定することに成功した。今後、核サイズ制御に関わる分子に絞り込んだ上で、Lem2の機能との関わりについて解析を進める。
分裂酵母に加え、線虫の個体レベルでの核サイズ恒常性維持機構にせまるため、線虫での核サイズ測定システムの構築を進めている。さらに、これまでに分裂酵母において核サイズ恒常性維持に関わる遺伝子について、線虫の相同遺伝子をRNAiによりノックダウンする系の構築も同時に進めており、すでに複数遺伝子についての構築を完了した。
（2）核サイズ恒常性維持の生理学的意義の理解：これまでに研究代表者が選抜した分裂酵母の核サイズ変異体を用いて、核サイズ恒常性の破綻が細胞構造（核内構造、膜型オルガネラ、非膜型オルガネラ、細胞サイズなど）に与える影響を調べたところ、野生株細胞と比較して、構造が変化したものをいくつか特定することができた。今後これらの細胞構造の定量を行うとともに、当該細胞構造が関わる機能と核サイズ制御との関連性についての解析を進めていく。
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| 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
核サイズ恒常性維持機構の全容解明については、分裂酵母を用いた細胞レベルでの生化学的解析から、核サイズの恒常性維持において中心的な役割を担うと考えられる核膜タンパク質Lem2と相互作用する分子を複数同定することができ、その中にはLem2と相互作用する既存の分子に加え、新規分子が含まれていた。
今後同定した複数の分子とLem2との機能的上下関係を含めた遺伝学的解析を進めていく。また線虫の核サイズ測定のためのシステム構築および分裂酵母の核サイズ恒常性に関わる遺伝子の線虫の相同遺伝子を対象にしたRNAiノックダウンの実験系の構築も順調に進んでいる。核サイズ恒常性維持の生理学的意義については、分裂酵母を用いた解析から、核サイズ異常変異体において、複数の細胞構造で異常が観察された。この発見は、核サイズ恒常性維持と当該細胞構造の機能との関連性を調べる上で重要な進展である。このように当初の計画通り、おおむね順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
核サイズ恒常性維持機構の全容解明：分裂酵母を用いた細胞レベルでの研究では、2020年度に同定したLem2と相互作用する複数の分子について、核サイズとの関連性を示した分子を絞り込み、当該分子と核サイズ恒常性維持におけるLem2との機能的関係についての遺伝学的解析を行う。線虫を用いた研究では、線虫での核サイズ測定システムの構築を完了させる。さらに、RNAi技術を駆使して、分裂酵母の核サイズ恒常性維持に関わる遺伝子と相同な遺伝子をノックダウンした線虫での核サイズを測定する。
核サイズ恒常性維持機構の生理学的意義の理解：これまでに研究代表者が分裂酵母を用いて選抜した核サイズ異常変異体を用いて、異常がみられた細胞構造についての詳細な解析を進める。また、核サイズ恒常性維持と核内機能との関連性についても調べる。さらに、細胞増殖や各種ストレス応答試験を行い、核サイズ恒常性維持の重要性を検証する。
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