ステロールの構造的違いがもたらす生命機能の解明

阐明甾醇结构差异带来的生物学功能

• 批准号: 21K06034
• 负责人: 石橋 洋平
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06034/
• 关键词: ステロール; 脂質過酸化; 鉄イオン; フェロトーシス; ラビリンチュラ類; 細胞死; FSP１; 細胞質分裂

ステロールは真核生物にとって必要不可欠な脂質であるが、その構造は生物種によって異なる。進化の過程で特定のステロールを取捨選択したと考えられるが、構造の違いがステロールの機能に何をもたらすのか、その詳細は不明である。申請者はこの問いを追究するための新規モデル生物としてラビリンチュラ類を提案する。この微生物は多様な構造のステロールを合成する能力を有しており、代謝経路改変により特定のステロールを選択的に欠損させ、その機能を比較・評価することが可能である。この系を活用し、ステロールの構造に依存した新しい細胞分裂、細胞死の制御メカニズムが存在する可能性を見出している。本研究ではステロールが介在する細胞分裂・細胞死の分子基盤の解明を通じて、ステロールの構造的違いが司る生命機能に迫ることを目的としている。植物ステロール合成の責任酵素SMT1を欠損する株は破裂を伴う細胞死が起こる。昨年度、野生株とSMT1欠損株のRNAシーケンスを行い、細胞死に関与する遺伝子を探索した結果、フェロトーシスの制御に関与するFSP1の発現量がSMT1欠損株において大幅に上昇することを見出した。フェロトーシスは鉄イオンに依存した脂質過酸化物の蓄積により引き起こされる細胞死と定義される。そこで蛍光プローブを用いて細胞内の鉄イオンと脂質ラジカルを測定した結果、細胞死が起こるSMT1欠損株において、有意に細胞内鉄イオン濃度が増加すること、それに伴い脂質ラジカルが増加することを見出した。SMT1欠損株の中で、細胞死を回避した細胞を蛍光顕微鏡観察した結果、脂質ラジカルが油滴という脂質を蓄積する細胞内小器官に局在することが示された。本年度の研究により、ステロール組成の変化が細胞内鉄イオンの取り込み量に影響を及ぼし、フェロトーシス様の細胞死を引き起こすことが示された。

Youdaoplaceholder0 ステロ にとって にとって にとって にとって eukaryotes にとって must not lack な lipids であるが and そ <s:1> structural <s:1> species によって heteroな る. Evolution process of の で specific の ス テ ロ ー ル を trade-off sentaku し た と exam え ら れ る が, tectonic の violations い が ス テ ロ ー ル の function に what を も た ら す の か, そ の detailed は unknown で あ る. The applicant, <s:1> チュラ <s:1>, asks the を を to pursue the するため <e:1> new regulations モデ, <s:1>, と, てラビリ, チュラ category を proposals する. こ の microbial は others more な tectonic の ス テ ロ ー ル を synthetic す る を power し て お り, metabolic 経 road change - に よ り specific の ス テ ロ ー ル を sentaku に owe loss さ せ, そ を の function comparison, review 価 す る こ と が may で あ る. こ の し l20 を, ス テ ロ ー ル の tectonic に dependent し た new し い cell division, cell death の suppression メ カ ニ ズ ム が exist す る を likely see the し て い る. This study で は ス テ ロ ー ル が interface in す る cell division, cell death の molecular base plate の interpret を tong じ て, ス テ ロ ー ル の structure of violations い が department る vital functions に forced る こ と を purpose と し て い る. The を deficiency of the <s:1> responsible enzyme SMT1 for the synthesis of ステロ <s:1> in plants, the <s:1> rupture of する plants, を accompanied by う cell death が and <s:1> る. Last year, wild strains と SMT1 owe damage strain の RNA シ ー ケ ン ス を い, cells die に masato and す る posthumous son 伝 を explore し た results, フ ェ ロ ト ー シ ス の suppression に masato and す る FSP1 の 発 now quantity が SMT1 owe damage strain に お い て に rise sharply す る こ と を shows し た. Youdaoplaceholder0, フェロト, シス, シス, iron <s:1>, <s:1>, に, に, dependent on <s:1>, た, lipid hyperacidified substances, <s:1>, accumulation によ, によ, シス, induced, される, される, cell death と, definition される. そ こ で 蛍 light プ ロ ー ブ を with い て の iron objects in the cell イ オ ン と lipid ラ ジ カ ル を determination し た results, cells die が こ る SMT1 owe damage strain に お い て, intentionally に intracellular iron objects イ オ ン concentration が raised す る こ と, そ れ に with い lipid ラ ジ カ ル が raised plus す る こ と を shows し た. で, cell death in SMT1 owe damage strain の を avoid し た cells を 蛍 light 顕 micromirror 観 examine し た results, lipid ラ ジ カ ル が droplets と い う accumulation of lipid を す る intracellular small organ に bureau in す る こ と が shown さ れ た. This year の research に よ り, ス テ ロ ー ル composition の variations change が intracellular iron objects イ オ ン の take り 込 み effects に を and ぼ し, フ ェ ロ ト ー シ ス others の cell death を led き up こ す こ と が shown さ れ た.

项目成果

ラビリンチュラ類におけるステロール の機能と代謝機構

迷路中的甾醇功能和代谢机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 石橋洋平;山口 舞;定光翔平;西田裕貴 ;深堀義朝;林 雅弘;伊東 信;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

ラビリンチュラ類におけるステロール組成の変化に応じた細胞死および細胞分裂の制御機構の解明

阐明细胞死亡和细胞分裂响应迷路甾醇组成变化的控制机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 山口 舞;石橋 洋平;西田 裕貴;林 雅弘;伊東 信;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

DGATファミリーに属する新規ステロールエステル合成酵素の構造と機能の解析

DGAT 家族新型甾醇酯合酶的结构和功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 石橋 洋平;定光 翔平;深堀 義朝;伊東 信;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

ラビリンチュラ類におけるステロールの構造と機能に関する研究

迷路甾醇的结构与功能研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 山口 舞;石橋 洋平;西田 裕貴;林 雅弘;伊東 信;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望

ラビリンチュラ類に特有の油滴タンパク質と相互作用する因子の探索と機能解析

与迷路特有的油滴蛋白相互作用的因子的搜索和功能分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 中島 碧海;石橋 洋平;沖野 望
• 通讯作者: 沖野 望