2014 Fiscal Year Annual Research Report
真核細胞・共生バクテリアの分裂同調化による光合成オルガネラ成立機構の解明
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25251039
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
宮城島 進也 国立遺伝学研究所, 新分野創造センター, 特任准教授 (00443036)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 細胞内共生 / 細胞分裂 / 葉緑体光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体は、シアノバクテリアの細胞内共生体を起源とする。共生細胞が世代を超えて宿主細胞に維持されオルガネラ化した例は他にも
多く知られている。これまでに、葉緑体分裂が宿主核コードのタンパク質群によって形成される分裂装置によって引き起こされること、その遺伝子群発現が細胞周期制御を受けることを明らかにしてきた。さらに、宿主染色体の複製・分配の制御機構の一部が葉緑体の分裂・分配に転用されている可能性を見いだしている。本研究では、（１）宿主染色体の複製・分配の制御機構の葉緑体分裂・分配への関与を解明、（２）葉緑体分裂装置の原型をもつ、灰色藻の葉緑体分裂・分配機構の解明、（３）葉緑体とは別起源で、オルガネラ成立の中間段階にあるシアノバクテリア共生体の分裂・分配機構の解明を行い、真核細胞によるバクテリア共生体の分裂制御機構の進化過程の一般原理を解明することを目的とする。
本年度は、上記（２）及び（３）に関して研究を進めた。（２）について、灰色藻シアノフォラの葉緑体分裂をCarbenicillin により分裂面収縮開始前で、FtsI阻害剤により、分裂面収縮途中で停止させることに成功した。さらに葉緑体分裂を分裂面収縮前で停止させると宿主の細胞周期はどこかの時点で停止し、葉緑体分裂を分裂面収縮中で停止させた場合には、宿主細胞周期は停止しないことが示唆された。これらの結果宿主の細胞周期に葉緑体分裂チェックポイントが存在することが示唆された。（３）については、ポーリネラ核ゲノムにコードされる、共生体分裂への関与が疑われるタンパク質を同定し、そのタンパク質に対する抗体を作成した。さらにその機能解析を行うためにシアノバクテリアSynechococcus elongatusの当該遺伝子破壊株を作成した。これらを用いて、当該タンパク質がシアノバクテリアの分裂時に分裂面に局在し、分裂に必須であることが明らかとなった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
灰色藻において宿主真核細胞周期に葉緑体分裂チェックポイントが存在することを明らかにできた。さらにポーリネラ核ゲノムにコードされる、共生シアノバクテリアの分裂に関与するタンパク質を同定することに成功した。従って、研究は計画通り順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
灰色藻の解析については、葉緑体分裂停止が、シアノフォラの細胞周期進行のどの時点に作用するのかを明らかにし、葉緑体分裂チェックポイント機構の解析を行う。ポーリネラの解析については、当該核コードタンパク質が共生体内に輸送されるのか、共生体の分裂面に局在するのかを調べる。さらに当該タンパク質発現が宿主細胞周期による発現制御を受けるのかどうかを解析する。
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Research Products
(6 results)
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[Journal Article] Translation-independent circadian control of the cell cycle in a unicellular photosynthetic eukaryote2014
Author(s)
Miyagishima, S., Fujiwara, T., Sumiya, N., Hirooka, S., Nakano, A., Kabeya, Y., and Nakamura, M
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Journal Title
Nat. commun.
Volume: 5
Pages: 3807
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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