アスガルド古細菌に見出されたアクチン細胞骨格のイノシトールリン脂質による制御機構

Asgard古菌中肌醇磷脂对肌动蛋白细胞骨架的控制机制

基本信息

批准号：
20K06589
负责人：
千住洋介
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06589/
关键词：
生体膜細胞骨格分子進化真核生物起源構造生物学

项目摘要

研究の目的細胞は、細胞膜によって外界と区画されることで生命の基本単位として定義される。細胞膜の形態変化は、がん細胞の浸潤、転移などに見られる細胞運動や細胞分裂、分化などの生命活動に伴う必須のメカニズムである。細胞膜は、イノシトールリン脂質などの脂質分子によって二重層を構成し、細胞膜の形態は細胞骨格によって支えられている。最近、真核生物に近い系統と考えられている、アスガルドと命名された新規古細菌のメタゲノム解析によるゲノムの再構築から、真核生物に相同性を持つタンパク質をコードする遺伝子がいくつか発見された。その中には、これまで原核生物には存在しないとされてきた、細胞骨格アクチン、アクチン重合の制御因子のホモログが含まれている。そこで本研究の目的は、PI(4,5)P2による、アスガルド古細菌に見出された新規アクチン調節タンパク質の制御機構を解明することである。また、生物物理的手法,生化学、細胞生物学を組み合わせてその機能を明らかにすることで、アクチン重合に代表される生命システムがどのように進化してきたかを解明する。そして、進化の過程を通して、PI(4,5)P2による細胞膜とアクチン調節タンパク質との結合が、アクチン重合のような下流のシグナルを誘起し、細胞の形態形成と生命活動の維持に重要であることを示す。研究実施計画[Step1] アスガルド古細菌で見出されたアクチン調節タンパク質の人工遺伝子合成をした。[Step2] タンパク質の発現・精製をした。[Step3] 緑色蛍光タンパク質 (GFP) などを融合したアスガルド古細菌アクチン調節タンパク質を培養細胞で発現させ、どのような細胞内構造に局在するか明らかにした。

当细胞膜从外界划分时，研究的目标细胞被定义为生命的基本单位。细胞膜的形态是与生物学活性相关的基本机制，例如细胞运动，细胞分裂和分化，这在癌细胞侵袭和转移中可见。细胞膜由脂质分子（例如肌醇磷脂）组成，细胞骨架支持细胞膜的形态。最近，从新的古细菌Asgard的元基因组重建中发现了编码具有同源真核生物的蛋白质的几种基因，该基因被认为是类似于真核生物的谱系。这些包括细胞骨架肌动蛋白的同源物和肌动蛋白聚合的调节剂，这些聚合物以前在原核生物中已经存在。因此，这项研究的目的是阐明PI（4,5）P2的调节机制，P2是一种新型的肌动蛋白调节蛋白，在Asgardian古细菌中发现。此外，通过结合生物物理方法，生物化学和细胞生物学来阐明其功能，我们将阐明生命系统（例如肌动蛋白聚合）如何发展。然后证明，通过PI（4,5）P2通过进化，细胞膜与肌动蛋白调节蛋白的结合诱导下游信号，例如肌动蛋白聚合，对细胞形态发生和维持重要活性很重要。研究实施计划[步骤1]在Asgardian古细菌中发现的肌动蛋白调节蛋白的人工基因合成。 [步骤2]蛋白质被表达并纯化。 [步骤3]在培养细胞中表达了与绿色荧光蛋白（GFP）融合的Asgard古细菌调节蛋白，并在培养细胞中表达其他物质，以确定其本地化的类型的细胞内结构。

项目成果

期刊论文数量（17）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

STRUCTURAL AND BIOCHEMICAL EVIDENCE FOR THE EMERGENCE OF A CALCIUM-REGULATED ACTIN CYTOSKETON PRIOD TO EUKARYOGENESIS

钙调节肌动蛋白细胞酮出现真核发生的结构和生物化学证据

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
Linh T. Tran;Caner Akil;Magali Orhant-Prioux;Yosuke Senju;Shuichi Takeda;Laurent Blanchoin;Robert C. Robinson
通讯作者：
Robert C. Robinson

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