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2016 年度 実績報告書

化学量不均衡を避けるメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 26290069
研究機関岡山大学

研究代表者

守屋 央朗  岡山大学, その他部局等, 准教授 (60500808)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード化学量不均衡 / ロバストネス / タンパク質分解 / 遺伝子発現
研究実績の概要

申請者らはこれまでの研究で、タンパク質複合体の構成成分の不均衡(化学量不均衡)が細胞システムを容易に破綻させる原因となることを明らかにした。一方、そのような破綻の原因となる複合体は細胞中にわずかにしか存在せず、多くの複合体の化学量不均衡は何らかの分子メカニズムにより回避されていることが予想された。そこで本研究は、その候補と考えらえる過剰な複合体サブユニットの速やかな分解と分子シャペロンによる隔離が、どのような複合体の化学量不均衡を回避するために働いているのか、その全体像を明らかにすることを目的として行われた。
出芽酵母の第一染色体上にある54の遺伝子を対象に、プラスミドにより遺伝子コピー数を上昇させた際に一コピーあたりから発現するタンパク質の量が減少する(発現が緩衝される)ものを体系的に探索し、5つの候補遺伝子を得た。これらの遺伝子がコードするタンパク質は、すべてタンパク質複合体をコードしていた。その一つであるRNaseMRP/RNaseP複合体の他の構成成分についてもタンパク質発現の緩衝がみられた。このことから、この緩衝作用はタンパク質複合体を標的としていることが確かめられた。さらに、この緩衝は転写や翻訳といった合成のプロセスではなく、タンパク質分解の段階で起きていること、この分解はユビキチン-プロテアソーム系によって行われていることなどが示唆された。
これらの研究により、過剰になったサブユニットをユビキチン-プロテアソーム系により積極的に分解するという、化学量不均衡による細胞システムの破綻をさけるための一般的なメカニズムの存在を体系的に示すことができた。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

28年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] University of California, Berkeley(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      University of California, Berkeley
  • [国際共同研究] University of Toronto(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of Toronto
  • [雑誌論文] Post-Translational Dosage Compensation Buffers Genetic Perturbations to Stoichiometry of Protein Complexes2017

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa K, Makanae K, Iwasaki S, Ingolia NT, Moriya H.
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 13 ページ: e1006554

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1006554

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cellular growth defects triggered by an overload of protein localization processes2016

    • 著者名/発表者名
      Kintaka R, Makanae K, Moriya H.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 ページ: 31774

    • DOI

      doi: 10.1038/srep31774

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Consequences of protein overexpression2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Moriya
    • 学会等名
      The 26th Hot Spring Harbor International Symposium
    • 発表場所
      福岡県福岡市
    • 年月日
      2016-11-02 – 2016-11-03
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Consequences of protein overexpression2016

    • 著者名/発表者名
      Hisao Moriya, Reiko Kintaka, Charles Boone, Koji Ishikawa, Yuichi Eguchi
    • 学会等名
      14th International Congress on Yeasts
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression limits of glycolytic enzymes in yeast2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichi Eguchi, Koji Makanae, Yoshimi Hori, Tomohisa Hasunuma, Hisao Moriya
    • 学会等名
      14th International Congress on Yeasts
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • 国際学会
  • [学会発表] Overloads of protein localization process cause cellular growth defects2016

    • 著者名/発表者名
      Reiko Kintaka, Koji Makanae, Hisao Moriya
    • 学会等名
      14th International Congress on Yeasts
    • 発表場所
      兵庫県淡路市
    • 年月日
      2016-09-11 – 2016-09-15
    • 国際学会
  • [備考] システム細胞学研究室

    • URL

      http://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/HMlab/

  • [備考] HM's website

    • URL

      http://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp/~hisaom/HMwiki/

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公開日: 2018-01-16   更新日: 2022-02-16  

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