ハンセヌラ酵母をモデルにした真核生物モリブデン膜輸送システムの分子遺伝学的研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22780089
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 中西 洋一 名古屋大学, 生命農学研究科, 助教 (60362290)
• 連携研究者: 前島 正義 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80181577) ; 藤原 徹 東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (80242163) ; 新美 友章 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (30377791) ; 富岡 利恵 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 助教 (40456588) ; 中西 華代 愛知医科大学, 学際的痛みセンター・研究員/名古屋大学, 理学研究科・研究員 ; 前田 道子 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 大学院生 ; 川嶋 輝美 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 大学院生
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• キーワード: モリブデン / 微量元素 / 膜輸送

研究概要

利用される。ところが、生物共通の超微量必須元素であるのにも関わらず、動植物など真核生物のモリブデン吸収・細胞内濃度調節に関わる膜輸送システムの実態は解明されていない。本研究では、単細胞真核生物のハンセヌラ酵母(Hansenula polymorpha)をモデルとして、モリブデン膜輸送の仕組みを調べた。その結果、ハンセヌラ酵母は少なくとも3種の異なる型のモリブデン輸送システムをもつことが分かった。また、独自に取得したドラフトゲノム情報からもモリブデン輸送体遺伝子を推定し、候補分子を3つまでに絞り込んだ。別の真核生物モデルとして、動物細胞HEK293Tのモリブデン膜輸送を解析した。細胞内のモリブデン酸濃度を観察するため、新たにモリブデンセンサー蛍光蛋白質を開発した。これを用いた in vivo 解析により、この細胞が硫酸イオン耐性、シュウ酸イオン感受性の新型モリブデン輸送体をもつことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Exploring dynamics of molybdate in living animal cells by a genetically encoded FRET nanosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, Y., Iida, S., Ueoka-Nakanishi, H., Niimi, T., Tomioka, R., Maeshima, M
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e58175
  • DOI: DOI:10.1371/journal.pone.0058175.
  • 査読あり
• [学会発表] Imaging analysis of molybdate in vivo by a genetically encoded FRET nanosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Nakanishi, Y., Kawashima, T., Iida, S., Fujiwara, T., Maeshima, M.
  • 学会等名: International Workshop on Plant Membrane Biology XVI
  • 発表場所: Kurashiki Geibunkan, Kurashiki
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] イメージ解析による植物モリブデン酸膜輸送システムの研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 川嶋輝美、飯田俊太郎、藤原徹、中西洋一
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2012-12-13
• [学会発表] FRET ナノセンサーを用いた動物細胞のモリブデン酸吸収システムの解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中西洋一、川嶋輝美、中西華代、新美友章、前島正義
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会大会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
  • 年月日: 2012-12-12
• [学会発表] 2色発光モリブデンセンサー蛋白質による酵母細胞内のモリブデン濃度測定 (2011)
  • 著者名/発表者名: 前田道子、中西洋一
  • 学会等名: 第34回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(横浜)
  • 年月日: 2011-12-15
• [学会発表] 生きた植物細胞のモリブデン濃度イメージング (2011)
  • 著者名/発表者名: 中西洋一、飯田俊太郎、川嶋輝美、藤原徹
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 国立京都国際会館(京都)
  • 年月日: 2011-09-23
• [備考]
  • URL: http://celld.agr.nagoya-u.ac.jp/nakanishi/130312paperNakanishi.html