膜脂質ＰＩ４Ｐの代謝・輸送を介した出芽酵母前胞子膜の形態形成メカニズムの解明

通过膜脂 PI4P 的代谢和转运阐明芽殖酵母前孢子膜的形态发生机制

• 批准号: 17J06832
• 负责人: 中村 毅
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17J06832/
• 关键词: 出芽酵母; 膜脂質; 前胞子膜形成; オルガネラコンタクトサイト; 形態形成; 胞子形成; オルガネラ接触部位; 脂質代謝

膜脂質PI4Pの代謝・輸送を介した出芽酵母前胞子膜の形態形成メカニズム明らかにするために、以下の研究を行った。1.昨年度までの研究で、前胞子膜伸長に異常をきたすspo73遺伝子破壊株(spo73Δ)において、栄養増殖時に細胞膜と小胞体の接触部位の形成を担う繋留タンパク質の局在異常が観察されていた。そこで、東京大学理学部物理学科の岡田先生との共同研究で超解像顕微鏡を用いて観察したところ、野生株では繋留タンパク質が前胞子膜に沿って観察される一方で、spo73Δでは前胞子膜近傍には観察されなかった。また、Spo73とともに SSV複合体を形成すると推測されているSpo71およびVps13の遺伝子破壊株でも繋留タンパク質の局在異常が観察されたが、別経路で前胞子膜伸長に寄与するGip1の遺伝子破壊株では繋留タンパク質の局在異常が見られなかった。これらの結果は、SSV複合体が前胞子膜-小胞体接触部位の形成に関与することを示唆している。2.2018年にVps13が脂質輸送タンパク質であることを示唆する報告があったことを受け、spo73Δの胞子形成不全回復（サプレッション）とVps13との関係について解析した。その結果、spo73Δおよびspo71Δでは前胞子膜上のPI4P量の減少によりサプレッションが見られる一方で、vps13Δでは見られなかった。さらに、PI4P量を減少させるホスファターゼのキメラタンパク質とVps13をともに過剰発現させることで、サプレッションの効率が相乗的に増加した。したがって、spo73ΔのサプレッションにはVps13が中心的役割を担うことが示唆された。これらの研究結果については、現在投稿論文の作成を進めている。

The metabolism and transport of membrane lipid PI4P mediated the morphogenesis of budding yeast prospore membrane. 1. In the past year, the abnormal growth of protospore membrane was observed during the growth and development of protospore (spo73 Δ), which was responsible for the formation of cell membrane and vesicle contact sites. In collaboration with Mr. Okada, Department of Physics, University of Tokyo, the study was conducted on the use of superresolution microscopes, and on the use of spo73Δ near the prospore membrane of wild plants. It is speculated that the formation of the Spo73 and Spo73 SSV complexes is abnormal in the presence of the Spo71 and Spo73 SSV complexes, and that the Spo 73 and Spo 73 SSV complexes are abnormal in the presence of the Spo 71 and Spo 73 SSV complexes. The results show that SSV complexes are related to the formation of presporic membrane-microsome contact sites. 2.2018 The relationship between Vps 13 and spo73 was analyzed. As a result, spo73Δ and spo71Δ decreased the amount of PI4P on the pre-spore membrane, and vps13Δ decreased the amount of PI 4P on the pre-spore membrane. The amount of PI-4P decreased during this period, and the efficiency of PI-4P increased during this period. The spo73 is the center of the Vps13. The results of this research are presented in the paper.

项目成果

1型プロテインホスファターゼ (PP1) 複合体による生体膜形成の制御機構の一端を解明

阐明1型蛋白磷酸酶（PP1）复合物生物膜形成的部分控制机制

出芽酵母前胞子膜伸長における PI4P の役割の解析

PI4P对酿酒酵母前孢子膜伸长作用的分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 中村 毅;舘川 宏之
• 通讯作者: 舘川 宏之

Dynamic localization of a yeast development-specific PP1 complex during prospore membrane formation is dependent on multiple localization signals and complex formation.

• DOI: 10.1091/mbc.e17-08-0521
• 发表时间: 2017-12-15
• 期刊: Molecular biology of the cell
• 影响因子: 3.3
• 作者: Nakamura TS;Numajiri Y;Okumura Y;Hidaka J;Tanaka T;Inoue I;Suda Y;Takahashi T;Nakanishi H;Gao XD;Neiman AM;Tachikawa H
• 通讯作者: Tachikawa H

Analysis of the role of PI4P in prospore membrane extension during sporulation of budding yeast

PI4P在芽殖酵母产孢过程中原孢子膜延伸中的作用分析

• 发表时间: 2017
• 作者: Nakamura TS;Okumura Y;Tachikawa H
• 通讯作者: Tachikawa H

出芽酵母の前胞子膜伸長に必須な PP1 ターゲティングサブユニット Gip1 の解析

Gip1（一种对酿酒酵母前孢子膜伸长至关重要的 PP1 靶向亚基）的分析

• 发表时间: 2017
• 作者: 中村 毅;奥村 祐哉;井上 一朗;須田 恭之;舘川 宏之
• 通讯作者: 舘川 宏之