進化上保存された核サイズ恒常性維持機構の全容解明とその生理学的意義の検証

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真核生物の細胞核サイズは厳密に制御されており、細胞増殖時において、核と細胞の体積比は一定に維持されている。しかし、当該制御の分子機構や重要性は不明である。本研究はモデル生物である分裂酵母と線虫を用いて（1）核サイズ恒常性維持機構の全容解明と（2）核サイズ恒常性維持の生理学的意義の解明を目指す。2022年度の研究成果を以下に記す。（1）分裂酵母を用いて、核サイズの恒常性維持に重要な核内膜タンパク質Lem2の上流で機能する複数の分子について解析を行なった。複数の分子について、変異株を構築して核サイズへの影響を調べたところ、lem2機能欠損株と同様の表現型を示したものの、表現型を示す細胞の割合や異常の度合いはlem2機能欠損株よりも弱かった。次に上記変異株を組み合わせて二重変異体の表現型を調べたところ、lem2機能欠損株が示す表現型に近づいたことから、Lem2は複数分子により制御されている可能性が示唆された。分裂酵母のLem2による核サイズ制御の普遍性を検証するために、線虫のLem-2を分裂酵母内で高発現する株を構築して、核サイズへの影響を調べた。その結果、線虫のLem-2を高発現した分裂酵母細胞では、分裂酵母のLem2を高発現した際に示す表現型（核膜成長阻害による核サイズ減少）と同様の表現型を示すことがわかった。このことから、線虫のLem2は、核サイズ制御において、分裂酵母Lem2と同様の機能を有することが示唆された。今後、細胞内局在や分裂酵母Lem2の相補実験により、普遍性検証のための詳細な解析を進める。（2）これまでに選抜した核サイズ増加変異体のトランスクリプトームの結果から、当該変異体では脂質代謝の遺伝子発現に変化があることがわかった。実際に、タンパク質レベルにおいても変化がみられており、核サイズ異常と脂質代謝の関連性が示唆された。