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真核生物の多分裂細胞周期の進化を担う分子機構の解明

阐明真核生物多有丝分裂细胞周期进化的分子机制

基本信息

批准号：
22K15166
负责人：
山下翔大
金额：
$ 2.91万
依托单位：
National Institute of Genetics
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

多分裂細胞周期の分子機構の解明にあたり、所属研究室で遺伝的改変技術が盛んに開発され整備されている単細胞紅藻のシアニジウムの解析から着手した。シアニジウムは一倍体が2分裂で増えるのに対し、二倍体は多分裂による4内生胞子性である。一倍体と二倍体を明暗周期により同調培養し、細胞周期の各段階のRNA-seq解析を行なった結果、二倍体の分裂期にのみ発現するE2Fパラログが見出され、二倍体での多分裂に寄与している可能性が考えられた。シアニジウムの一倍体の形質転換実験により、E2Fパラログの過剰発現株、ノックアウト株を作出した。両形質転換ともに一倍体細胞では明確な表現型がみられなかったため、形質転換体の二倍体化を試みたが、二倍体細胞は得られなかった。そこで、国内の沼尻温泉、蔵王温泉、草津温泉よりシアニジウム（二倍体細胞）を採集し、細胞を単離して新規培養株を確立し、実験に用いることとした。得られた二倍体細胞からは盛んに一倍体が形成され、また、一倍体細胞を単離して培養すると自己二倍体化によって二倍体細胞が高頻度で形成される様子も観察された。新規培養株の一倍体を用いた形質転換実験により、これまでに用いていた培養株と同様のE2Fパラログの過剰発現株、ノックアウト株を作出することに成功した。現在、この形質転換体の自己二倍体化処理を行なっており、二倍体が単離され次第表現型の解析を行なっていく予定である。また、多分裂による8～16内生胞子性である単細胞紅藻ガルデリアについて、光合成を行なう独立栄養条件と、外部から糖を吸収して成長する従属栄養条件の比較RNA-seq解析より、一部の細胞周期関連遺伝子の発現が異なることが明らかとなった。また、光学顕微鏡観察より細胞分裂回数や分裂に移行する細胞サイズが異なる可能性も示唆された。現在、ガルデリアの栄養条件における分裂様式の差異についても解析を進めている。

The molecular mechanism of multi-division cell cycle was analyzed and developed in our laboratory. Diploids and polyploids The results of homologous culture, RNA-seq analysis of each stage of the cell cycle, E2F analysis of diploid mitosis, and the possibility of polymitosis of diploid were examined. The quality of the monoploid of the E2F gene was determined by the analysis of the E2F gene. The diploid cells were identified by phenotypes and diploid cells. In Japan, the hot springs of Numari, Kuro and Kusatsu are used to collect diploid cells and establish new culture strains. Diploid cells were isolated and diploid cells were observed at high frequency. The new culture strain was successfully transformed into the same strain as the E2F strain. Now, the diploidization process of this morphological transformation is carried out, and the analysis of diploidization is carried out in a predetermined way. A comparative study of the growth conditions of mono-cellular red algae with endosporous, photosynthetic, and independent growth conditions and external sugar absorption by RNA-seq analysis; and a study of the differences in the occurrence of some cell cycle-related genes. The number of cell division cycles and the possibility of cell migration are examined by optical microscopy. Now, we can analyze the differences between the two methods in order to improve the quality of the products.