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

• 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

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。

The purpose of this study is to define the basic unit of life in the cell membrane and the external environment. Cell membrane morphology changes, cell infiltration, cell migration, cell movement, cell division, differentiation, and vital activities. Cell membrane is composed of double layers of lipid molecules, cell membrane morphology and cell skeleton. Recently, the eukaryote system and research, development and naming of new archaea and the reconstruction of archaea, eukaryote identity and quality of the genetic code have been developed. In this case, the prokaryote has the ability to control the proliferation of cell lines and regulatory factors. The purpose of this study is to find new ways to understand PI(4,5)P2 and its regulatory mechanism in archaea. Biochemistry, cell biology, and biological methods are combined to explain the evolution of life systems. The process of cell evolution is mediated by PI(4,5)P2, which induces the formation and maintenance of cell morphology and vital activities. [Step1] Research and implementation plan: The discovery of artificial gene synthesis in archaea [Step2] The quality of the product is refined. [Step3] Green fluorescent protein (GFP) is fused to archaea and regulated in cultured cells.

项目成果

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

• 发表时间: 2023
• 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

ORCID

• DOI: 10.5195/jmla.2017.89
• 发表时间: 2017-04
• 期刊: Journal of the Medical Library Association : JMLA
• 作者: Evan Sprague

Universite Grenoble Alpes/Universite Paris Cite/CNRS(フランス)

格勒诺布尔阿尔卑斯大学/巴黎城市大学/CNRS（法国）

Okayama University

冈山大学

KAKEN

化研