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ゼニゴケ精子変態期のライブイメージング手法の確立と細胞内分解系の役割の解明

苔类精子变态活体成像方法的建立及细胞内降解系统作用的阐明

基本信息

批准号：
22K15149
负责人：
南野尚紀
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Institute for Basic Biology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

コケ植物を含むいくつかの植物の系統は雄性配偶子として運動能をもつ精子を形成する。精子が形成されるまでの過程のうち精子変態と呼ばれる時期では、鞭毛の新規形成、オルガネラや細胞質基質の除去、膜成分の変化などの様々な細胞の変化が起こるが、その変化を制御する仕組みについては未解明な点が多い。本研究では、コケ植物タイ類に属するゼニゴケをモデルとして、精子変態期において活発化する細胞内分解系に注目し、細胞内分解系が精子変態期において果たす役割の解明を目指す。特に精子変態期のライブイメージング手法の確立と、細胞膜タンパク質の分解に関わる因子の解析を主軸として研究を進めている。精子変態期ライブイメージング手法の確立について、ガラスボトムディッシュ上での造精器の培養条件の検討および観察条件の検討を行った。また細胞膜、液胞、鞭毛、アクチンの動態を観察するための各種マーカーラインの作出を行った。更なる観察条件の検討と最適化を進めるとともに、作成したマーカーラインの観察を順次進めていく。細胞膜タンパク質の分解の過程ではたらくタンパク質複合体であるESCRT-IIIについて、精子変態期における局在観察や機能阻害実験を行った。その結果、ESCRT-IIIが関与する細胞内分解系が精子変態に重要な役割を果たすことを明らかにした。また他の細胞内分解系であるオートファジーの精子変態期への関与についても解析を行い、精子変態期において起こるゴルジ体、ミトコンドリア、プラスチドなどの様々なオルガネラの分解や動態に重要な役割を果たすことを明らかにした。

The plant system includes male mating and sperm formation. The process of sperm formation includes all stages of sperm development, flagella formation, cytoplasmic matrix removal, membrane component transformation, cell transformation initiation, and transformation control. This study is aimed at clarifying the intracellular decomposition system of plant growth and sperm development. In particular, the establishment of sperm development techniques, the analysis of factors related to the decomposition of cell membrane quality, and the study of the main axis The study of sperm culture conditions and observation conditions was carried out in the establishment of sperm development stage and sperm culture method. The dynamics of cell membrane, cell, flagella and cell membrane are observed. The optimization of observation conditions is carried out in turn. During the process of cell membrane decomposition, ESCRT-III is used to detect the functional impairment of sperm. The results of ESCRT-III are related to the intracellular breakdown of sperm. Other intracellular decomposition systems include the analysis of sperm development stages, the initiation of sperm development stages, the breakdown of sperm development stages, and the analysis of sperm development stages.