シアノバクテリアにおける多細胞的細胞間コミュニケーションの制御機構の解明

阐明蓝藻多细胞通讯的控制机制

基本信息

批准号：
19K16179
负责人：
福島俊一
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

今回着目しているセリン／スレオニンキナーゼPknHが制御する対象として、分化抑制因子HetNの存在が挙げられる。HetNは主に成熟したヘテロシスト内で発現し、近傍の未分化細胞に移動し、ヘテロシスト分化のマスターレギュレーターであるHetRと相互作用することで、その細胞でのヘテロシスト分化を抑制すると考えられている。よって、PknHはHetNの細胞間（内）輸送、又はその活性そのものを制御していると考えられる。しかし現時点では、HetNが細胞間で時空間的に移動している様子は直接的には観察されていない。これの理由としては、HetNに大きな蛍光分子をつけるとその移動が阻害されるため、またはHetNが翻訳後の切断修飾をうけて蛍光修飾部位が取り除かれてしまうためなどが考えられる。そこで、現所属である産業科学研究所の蛍光標識を用いたライブイメージングの技術を生かし、低分子の発光タンパク質（NanoLuc）をプローブとしたHetNの移動のライブイメージングを試みている。これまで、多細胞シアノバクテリアの細胞間のシグナルペプチドの移動を可視化するため、分割型ルシフェラーゼsplit-nanoLucを利用した系をデザインした。栄養細胞にてLgBiT、ヘテロシスト誘導細胞にて17アミノ酸からなる低分子ペプチドSmBitを発現する変異体を作成し、ペプチド移動があった際には栄養細胞でLgBiTとSmBiTのコンプリメンテーションが起こり、ルシフェラーゼ（nanoLuc）発光によって検出されることを想定している。本年度は、ヘテロシスト分化を観察条件下で最適に誘導する条件を探索した。

由当前关注的丝氨酸/苏氨酸激酶PKNH控制的受试者是分化抑制剂HETN的存在。 HETN主要表达在成熟的杂环内，迁移到附近未分化的细胞，并被认为通过与Hetrocyst分化的主要调节剂HETR相互作用，可以抑制该细胞中的杂环分化。因此，据信PKNH调节HETN或其活性本身的细胞间（细胞内）转运。但是，目前尚未观察到以时空方式直接观察细胞之间的HETN迁移。这可能是由于以下事实：大型荧光分子被应用于HETN，或者通过翻译后的切割修饰去除荧光修饰位点。因此，我们正在尝试使用来自当前工业科学研究所的荧光标签的实时成像技术使用小分子发光蛋白（NanOluc）实现HETN迁移的成像。到目前为止，我们设计了一个系统，该系统利用分裂的纳米型来可视化信号肽在多细胞蓝细菌细胞之间的运动。假定表达小肽SMBIT的突变体由营养细胞中的LGBIT和SMBIT组成，并在杂环诱导的细胞中使用17个氨基酸组成，并且当发生肽转移时，LGBIT和SMBIT的编译在营养细胞中发生，并在荧光素酶（Nananoluc）中检测到它。今年，我们探索了在观察条件下最佳诱导杂环分化的条件。