ミトコンドリアと葉緑体の分裂制御を中心とする未知の分子ネットワークの解明

阐明以线粒体和叶绿体分裂控制为中心的未知分子网络

• 批准号: 06J07472
• 负责人: 西田 敬二
• 金额: $ 2.18万
• 依托单位: Rikkyo University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J07472/
• 关键词: ミトコンドリア; 葉緑体; 細胞内共生; オルガネラ; 分裂装置; 合成生物学; ダイナミン; FtsZ; 分裂; 融合; 紅藻

これまでにミトコンドリアの分裂制御においてダイナミン様蛋白質Dnm1の細胞周期特異的な局在と、新奇な分裂蛋白質Mda1の特異的発現とリン酸化という中心的なメカニズムを解明することができた。本年度はさらに根本的なオルガネラ構築原理に迫るためにこれまでの細胞生物学的な解析に加えて新たに合成生物学的なアプローチを導入することを試みた。合成生物学は米国を中心に近年台頭しつつある新しい学問分野であり、生命システムの構築を試みる過程のなかでこれまでの理解の検証と新たな知見の獲得を目指す次世代の生物学分野である。その手法と概念を取り入れるため本年度はその大半を米国Harvard大学医学部のPamela Silver教授の研究室での長期滞在に充てた。オルガネラの構築原理の完全な理解とはそのオルガネラを人工的に再構築でき、また自由に設計できるということによって証明される。実際に行った実験は真核生物で最も理解が進んでおりかつ遺伝子操作が容易な出芽酵母の系を用い、オルガネラとして最も単純で出芽酵母の生存に必須ではないペルオキシソームをターゲットとした。オルガネラ構築の最初のステップはタンパク質の局在であるからペルオキシソーム蛋白質の局在についてすでに存在が知られている局在化シグナルPTS1,PTS2,mPTSについて各種蛍光蛋白質にようて解析した。その結果PTS2はPTS1に比べて発現量や生育条件に依存して不安定であること、膜蛋白質はmPTSによってのみ局在するが膜貫通領域の配置により効率が大きく変わることが分かった。これらの結果から安定したオルガネラ局在シグナルの構築が可能になりオルガネラ再構築への足掛かりが得られると考えている。

こ れ ま で に ミ ト コ ン ド リ ア の split suppression に お い て ダ イ ナ ミ ン others in protein Dnm1 の cell cycle specific な bureau in と, novel な split protein Mda1 の specific 発 now と リ ン acidification と い う center な メ カ ニ ズ ム を interpret す る こ と が で き た. This year は さ ら に fundamental な オ ル ガ ネ ラ forced building principle に る た め に こ れ ま で の cell biology な parsing に plus え て new た に synthetic biology な ア プ ロ ー チ を import す る こ と を try み た.​ そ の gimmick と concept を take り れ る た め this year は そ の most を U.S. の Harvard university health science professor Pamela Silver の laboratory で の long-term lag in に て た. オ ル ガ ネ ラ の constructing principle の な completely understand と は そ の オ ル ガ ネ ラ を artificial に to construct で き, ま た free に design で き る と い う こ と に よ っ て prove さ れ る. Line be interstate に っ た be 験 は the eukaryotes で も understand が into ん で お り か つ heritage 伝 sub operations が easy な budding yeast の を use い, オ ル ガ ネ ラ と し て most も 単 pure で budding yeast の survival に must で は な い ペ ル オ キ シ ソ ー ム を タ ー ゲ ッ ト と し た. オ ル ガ ネ ラ build の initially の ス テ ッ プ は タ ン パ ク qualitative の bureau in で あ る か ら ペ ル オ キ シ ソ ー ム protein の bureau in に つ い て す で に exist が ら れ て い る bureau in turn シ グ ナ ル, PTS1 PTS2, mPTS に つ い て various 蛍 light protein に よ う て parsing し た. そ の results PTS2 は PTS1 に than べ て 発 now quantity や fertility conditions に dependent し て unrest で あ る こ と, membrane proteins は mPTS に よ っ て の み bureau in す る が transmembrane domain の configuration に よ り が large working rate き く - わ る こ と が points か っ た. こ れ ら の results か ら settle し た オ ル ガ ネ ラ bureau in シ グ ナ ル の build が may に な り オ ル ガ ネ ラ to construct へ の foot hanging か り が must ら れ る と exam え て い る.

项目成果

Isolated Chloroplast Division Machinery Can Actively Constrict After Stretching

• DOI: 10.1126/science.1129689
• 发表时间: 2006-09
• 期刊: Science
• 影响因子: 56.9
• 作者: Y. Yoshida;H. Kuroiwa;O. Misumi;K. Nishida;F. Yagisawa;T. Fujiwara;H. Nanamiya;F. Kawamura;T. Kuroiwa

Novel dynamics of FtsZ ring before plastid abscission

质体脱落前 FtsZ 环的新动力学

• 发表时间: 2008
• 期刊: Cytologia 73
• 作者: Yoshida;Yamato
• 通讯作者: Yamato

Genome analysis and its significance in four unicellular algae, Cyanidioshyzon merolae, Ostreococcus tauri, Chlamydomonas reinhardtii, and Thalassiosira pseudonana

• DOI: 10.1007/s10265-007-0133-9
• 发表时间: 2008-03
• 期刊: Journal of Plant Research
• 影响因子: 2.8
• 作者: O. Misumi;Y. Yoshida;K. Nishida;T. Fujiwara;Takayuki Sakajiri;Syunsuke Hirooka;Y. Nishimura;T. Kuroiwa

原始紅藻におけるミトコンドリア分裂機構の解析

原始红藻线粒体分裂机制分析

• 发表时间: 2007
• 作者: Yoshida Y;Kuroiwa H;Misumi O;Nishida K;Yagisawa F;Fujiwara T;Nanamiya H;Kawamura F;Kuroiwa T;西田敬二
• 通讯作者: 西田敬二

Identification and mitotic partitioning strategies of vacuoles in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae.

单细胞红藻 Cyanidioschyzon merolae 中液泡的鉴定和有丝分裂分配策略。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Planta 226(4)
• 作者: Yagisawa F;Nishida K;Kuroiwa H;Nagata T;Kuroiwa T
• 通讯作者: Kuroiwa T