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2022 年度 実施状況報告書

液-液相分離により形成される新規細胞内区画の探索

研究課題

研究課題/領域番号 21K19205
研究機関東京大学

研究代表者

鈴木 邦律  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (20373194)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
キーワードオートファジー / 出芽酵母 / オートファゴソーム / 緑色蛍光タンパク質 / 温度感受性 / 高温感受性
研究実績の概要

当研究室では共同研究を通じて、選択的オートファジーの基質である、Ape1複合体が液-液相分離により形成される構造体であることを示した(Yamasaki et
al., Mol. Cell, 2020)。また我々は最近になって、Ape1にGFPを融合することで高温培養条件下の液-液相分離が阻害され、Ape1複合体形成が不能となる現象を見いだした。本研究課題では、GFPを融合するとタンパク質の活性が温度感受性になる現象が他のタンパク質にも適用可能であることを調べることを目的としている。
出芽酵母の生育に必須な遺伝子を破壊すると致死となる。こうした遺伝子は“必須遺伝子”と呼ばれる。上述のように、同様に必須遺伝子にコードされたタンパク質にGFPを融合すると、高温条件下で相分離が起こらなくなり、活性を失う、つまり致死となる可能性を想定した。出芽酵母では、各遺伝子がコードするタンパク質のC末端にGFPを融合した4,100種類余りの株のコレクションが存在する。初年度の研究では、これらの株を寒天培地にて培養し、高温で生育が悪くなる株をスクリーニングした。
初年度の研究で、4,100種類の株の一次スクリーニングが終了し、556種類の株が高温感受性の生育を示すことが明らかとなった。本年度はスポッティングアッセイによる二次スクリーニングを終了し、119株が強い表現型を示し、162株が弱い表現型を示すことが明らかとなった。現在強い表現型を示す株を用いて温度変化によるタンパク質の局在変化を蛍光顕微鏡を用いて調べている。

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

本年度はスポッティングアッセイによる二次スクリーニングを終了し、強い表現型を示す株を119種類、弱い表現型を示す株を162種類得た。現在強い表現型を示す株を用いて温度変化によるタンパク質の局在変化を蛍光顕微鏡を用いて調べており、興味深い局在変化を示す候補株が複数得られている点を評価している。

今後の研究の推進方策

蛍光顕微鏡観察を完了し、高温暴露によりタンパク質の局在変化が生じた株について、表現型を抑圧する変異体を得ることで、その分子機構を探る。また候補遺伝子をGene Ontology解析を行い、高温が影響を与えやすい細胞内経路を探索する。これまで、生物が高温で成育できないのは、タンパク質が変性することが大きな原因であるとされてきたが、生育に必須なタンパク質の局在に異常が生じることがひとつの要因なのかもしれない。

次年度使用額が生じた理由

研究を進めて行く過程で想定以上の数の候補株が得られ、確認実験にかなりの時間を要したため、技術員の雇用期間を延長する必要が生じたから。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2022 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Liquid droplet formation and cytoplasm to vacuole targeting of aminopeptidase I are temperature sensitive in Saccharomyces cerevisiae2022

    • 著者名/発表者名
      Suzuki Kuninori、Hirata Eri
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 597 ページ: 631~642

    • DOI

      10.1002/1873-3468.14509

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [備考] 生命応答システム分野 (鈴木 邦律 研究室)ウェブページ

    • URL

      http://www.yeast-autophagy.k.u-tokyo.ac.jp/publications.html

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公開日: 2023-12-25  

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