新規クラミドモナス突然変異株を用いた中心子構築機構の解明

2014 年度 実績報告書

• 研究領域: シリア・中心体系による生体情報フローの制御
• 研究課題/領域番号: 25113503
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 広野 雅文 法政大学, 生命科学部, 教授 (10212177)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 細胞骨格・運動 / 微小管 / 基底小体

研究実績の概要

細胞内微小管構造の形成に重要な中心子は複雑で特徴的な構造をもつが、その構築と維持の分子機構はほとんどが未解明である。本研究では、中心子形成に異常をもつ新規クラミドモナス突然変異株の単離・解析によってこの機構の解明を目指した。平成25年度に単離した新規変異株bld13に続き、26年度ではbld13 の新規alleleを単離し、これら２つのbld13変異株（bld13-1, bld13-2）の解析を行った。その結果、以下のことが明らかになった。
１．これらの変異株は、中心子微小管が一部欠失する、中心子から伸長する微小管束の数と配向が異常になるといった、微小管構造と関係する表現型をもつことがわかった。
２．遺伝解析と全ゲノムシークエンスの結果、bld13はγ-tubulin遺伝子に生じた1アミノ酸置換の変異であることが判明した。しかし、意外なことにいずれの変異も大きなインパクトをもつアミノ酸置換ではなく、bld13-1ではThr→Ile、bld13-2ではGlu→Aspであった。
３．変異型γ-tubulin遺伝子を野生株に発現させたところ、変異型の表現型を示すことから、bld13は優性変異であることが分かった。このことは、γ-tubulinが他のタンパク質とともにリング状に会合して微小管重合活性を獲得することと関係があると推察された。
以上の解析により、中心子構造の構築にγ-tubulinに生じた変異が、中心子構造の構築に大きな影響を及ぼすことが明らかになった。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Algal dual-specificity tyrosine phosphorylation-regulated kinase, triacylglycerol accumulation regulator1, regulates accumulation of triacylglycerol in nitrogen or sulfur deficiency (2015)
  • 著者名/発表者名: Kajikawa M, Sawaragi Y, Shinkawa H, Yamano T, Ando A, Kato M, Hirono M, Sato N, Fukuzawa H.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 168 ページ: 752-764
  • DOI: 10.1104/pp.15.00319
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Reduced tubulin polyglutamylation suppresses flagellar shortness in Chlamydomonas (2015)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Hirono M, Aikawa T, Kamiya R, Witman G.B.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 26 ページ: 2810-2822
  • DOI: 10.1091/mbc.E15-03-0182
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Cartwheel assembly (2015)
  • 著者名/発表者名: Hirono, M.
  • 雑誌名: Philosophical Transactions B 巻: 369 ページ: 20130458
  • DOI: 10.1098/rstb.2013.0458
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A conserved flagella-associated protein in Chlamydomonas, FAP234, is essential for axonemal localization of tubulin polyglutamylase TTLL9 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kubo, T., Yanagisawa, H.A., Liu, Z., Shibuya, R., Hirono, M., Kamiya, R.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 ページ: 107-117
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-07-0424
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] FAP20 is an inner junction protein of doublet microtubules essential for both the planar asymmetrical waveform and stability of flagella in Chlamydomonas (2014)
  • 著者名/発表者名: Yanagisawa, H.A., Mathis, G., Oda, T., Hirono, M., Richey, E.A., Ishikawa, H., Marshall, W.F., Kikkawa, M., Qin, H.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 25 ページ: 1472-1483
  • DOI: 10.1091/mbc.E13-08-0464
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and characterization of novel high-CO2-requiring mutants of Chlamydomonas reinhardtii (2014)
  • 著者名/発表者名: Wang, L., Yamano, T., Kajikawa, M., Hirono, M., Fukuzawa, H.
  • 雑誌名: Photosynth. Res. 巻: 121 ページ: 175-184
  • DOI: 10.1007/s11120-014-9983-x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Space-dependent formation of central pair microtubules and their interactions with radial spokes (2014)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa, Y., Ariyoshi, T., Noga, A., Kamiya, R., and Hirono, M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 9 ページ: e110513
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0110513
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 中心子構造の構築におけるカートホイール蛋白質SAS-6の自己会合性の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 苗加 彰, Michel Steinmetz, Manuel Hilbert, 廣野 雅文
  • 学会等名: 日本原生生物学会
  • 発表場所: 宮城教育大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-11-01 – 2014-11-02
• [学会発表] 鞭毛中心対微小管の普遍的構成蛋白質Pf32pのゼブラフィッシュにおける機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部耕太, 柳澤春明, 和田卓巳,小田賢幸,中村拓司,吉川雅英,武田洋幸,廣野雅文
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 鞭毛の構造維持に異常を持つクラミドモナス突然変異株lpp1 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤美潮, 廣野雅文
  • 学会等名: 日本動物学会
  • 発表場所: 東北大学（宮城県・仙台市）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] Pf32p, a novel central-pair-projection protein required for flagellar beating with a regular periodicity (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Wada, K. Abe, H. Yanagisawa, T. Oda, T. Nakamura, M. Kikkawa, and M. Hirono
  • 学会等名: 16th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
  • 発表場所: Asilomar, CA, USA
  • 年月日: 2014-06-08 – 2014-06-13
  • 国際学会