研究課題
若手研究(B)
本研究の目的は、鞭毛運動や光合成のモデル生物である単細胞緑藻クラミドモナスを用いて、細胞内のレドックス状態の変化がどのような機序でセンスされ、細胞行動に反映されるのかを探ることである。以前我々は、クラミドモナスが示す走光性の正と負(光源に向かうか、逃げるか)が、細胞内レドックス状態の変化によって入れ替わることを示した。しかし、その調節メカニズムの分子機構は謎に包まれていた。我々は、(1)細胞内の何がレドックス状態を変えるのか(2)細胞はどのようにしてその変化を感受し、鞭毛へとシグナルを送るのか(3)鞭毛に送られたシグナルはダイニンにどのような働きかけをするのかという3つの質問に答える形で、その分子機構を明らかにすることを試みた。その結果、(1)ステート遷移に付随した光合成電子伝達様式の変化が、走光性の符号と相関を示した。(2)レドックス感受性異常による走光性異常株3種の原因遺伝子解析を行い、うち1種は色素の生合成経路の酵素の点変異であることがわかった。別の1種については、候補遺伝子を4つまで絞ることができた。(3)基質タンパク質を補足する変異を導入したダイニンサブユニット型チオレドキシンをクラミドモナスに発現させ、実際に生体内で複数のタンパク質が生体内で補足されていることを確認した。研究期間中にクラミドモナスが光感受をしてから遊泳方向転換するまでのステップをすべてつなげることはできなかったが、その過程で重要なステップにかかわる分子機構の一端を明らかにすることができた。
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