| 研究課題/領域番号 |
20K15752
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| 研究機関 | 鈴鹿工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
今田 一姫 鈴鹿工業高等専門学校, 生物応用化学科, 講師 (70793587)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | Dbf4-dependent kinase / NDR kinase / 胞子形成 / 分裂酵母 |
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| 研究実績の概要 |
一般的に、娘細胞の細胞膜は母細胞から直接受け継がれるが、子のう菌酵母の胞子の細胞膜は、減数分裂時と同調して母細胞の“中”で新しく形成される。申請者らは最近、分裂酵母における胞子細胞膜新生の最初のステップに、細胞増殖に関与する3つのnuclear Dbf2-related (NDR) kinaseと1つのDbf4-dependent kinase (DDK)ホモログが、同一経路上で働くことを見出している。NDR kinaseが働く経路として、細胞質分裂から細胞の分離と極性成長に切替えるMorphogenesis Orb6 network (MOR)経路と、核の分裂後に細胞質分裂を開始させるSeptation initiation network (SIN) 経路が知られている。細胞が増殖する際、SIN経路の下流にMOR経路が存在していることが分かっているが、胞子形成時には、胞子形成時特異的なDDKの関与によって逆向きの制御となっていることがマルチコピーサプレッサーによる解析から示唆された。本研究では、これらのシグナル因子がどのように関わり合い、減数分裂と同調した胞子細胞膜形成を調節するのか、その詳細な分子メカニズムを明らかにすることを目的とする。
胞子形成時のMOR経路→DDK→SIN経路という新奇の制御関係を確かめるため、MOR経路因子の温度感受性変異株におけるSIN経路因子の局在観察を、許容温度下で行ったところ、第二減数分裂におけるSIN経路の活性化が弱まっていた。このことから、少なくとも胞子形成中はSINの上流にMORが存在していることが確かめられた。また、MOR経路因子の変異株において、同時期のDDKの局在も弱まっており、DDKの変異株でSINの活性化が弱まっていた。今後、このれらの因子の間の物理的相互作用について調べていく。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
SINおよびMOR経路で働くNDR kinaseのATPアナログ感受性変異をCRISPR-Cas9 systemを使って導入しようと試みたが、安定した菌株が得られていない。そのため、再度変異導入を試みている。
酵母ツーハイブリッド法を用いてSpo4-Spo6のターゲット候補の探索を行った。しかし、SPB構成因子や、胞子形成に関わると思われるものは見つからなかった。また、SIN経路の足場であるCdc11, Sid4およびSIN上流のPolo kinaseの局在に関与するPcp1を用いて、Spo6とのツーハイブリッドアッセイも行ったが、相互作用は検出されなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
SINおよびMOR経路で働くNDR kinaseのATPアナログ感受性変異株の取得を再度を試みる。一方、温度感受性変異株でも解析を進める。胞子形成自体が高温に弱い現象であるため、完全な制限温度下での観察はできないが、表現型を詳細に解析することで、機能についての知見を得る。また、SINおよびMOR経路因子の温度感受性変異株では、減数分裂・胞子形成の前の接合が起こらなくなるため、観察は難しくなるが低温で2倍体を得た後に胞子形成を誘導する。Spo4-Spo6のターゲット探索では、今後はSpo6を用いたプルダウンアッセイによって行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
新型コロナウイルス感染症対策のため、共同研究および学会発表による出張を行わなかった。また、データ整理のための学生アルバイト雇用も研究目的を含む学生の登校禁止措置のため行わなかった。これらの理由により、研究計画および支出に変更が生じた。
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