ポストゲノム解析を基盤とした細胞核及びオルガネラ増殖原理の分子形態学的解析

基于后基因组分析的细胞核分子形态分析和细胞器增殖原理

基本信息

批准号：
08J05061
负责人：
藤原崇之
金额：
$ 0.77万
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J05061/
关键词：
Cyanidioschyzon merolae オルガネラ細胞周期 Vacuole Mitochondria Lysosome 分裂分配

项目摘要

本研究の目的は,シゾンにおける細胞周期の遺伝子発現プロファイルを基に、オルガネラの分裂・分配機構に関わる新規の遺伝子の発見・解析を行う事であった。高等なモデル生物のオルガネラ分裂・分配様式はオルガネラが多数存在することから複雑である。そこで、オルガネラが簡単な形状で、最小セットのみ持つ単細胞紅藻シアニディオシゾン(以下シゾン)において研究を遂行した。シゾン細胞周期の遺伝子発現プロファイルを構築し(Fujiwara et al., DNA Research 2009)、これを基に、今まで明らかにされていなかった液胞の分配機構の分子学的な解析を行った。遺伝子発現プロファイルから、液胞分配の時期に強く発現するコイルドコイルタンパク質を発見し、Vacuole Inheritance Gene 1(VIG1)と名付けた。シゾンの液胞は娘細胞への分配に際して、ミトコンドリアと結合し共に運搬される。この際、VIG1はミトコンドリアへの移動と結合時に液胞の周囲に局在する。VIG1の発現を翻訳阻害剤及び、アンチセンス法で阻害すると、液胞はミトコンドリアと結合出来ず、不均等な分配をおこす。よってVIG1は、液胞のミトコンドリアへの移動と結合において必須な遺伝子であり、液胞が均等に娘細胞に分配させる事に寄与していると考えられた。この過程においてアクチン、微小管繊維が不必要であることから、新規の液胞の移動形式の存在が考えられる。液胞とミトコンドリアの結合に関する分子機構の解析報告は稀有であり、VIG1の発見は、真核生物における共通の液胞分配機構やオルガネラ同士の相互作用を考える上で非常に重要な知見である。これらの成果はプラントセル誌に報告された(Fujiwara et al., 2010)。

这项研究的目的是根据细胞周期基因表达谱在Schizone中发现和分析与细胞器分裂和分布机制有关的新基因。高等模型细胞器的细胞器划分和分配方式很复杂，因为有很多细胞器。因此，对单细胞红色藻类氰基琴（以下称为schizone）进行了研究，该研究形状很简单，只有一组最小的细胞器。我们构建了Schizone细胞周期的基因表达谱（Fujiwara等，DNA Research 2009），基于此，我们对液泡的先前未知分布机理进行了分子分析。从基因表达谱中，发现了一种在液泡分布期间强烈表达的盘绕型蛋白，并被称为液泡遗传基因1（VIG1）。在分布到子细胞的过程中，将精神分裂液液耦合到线粒体并一起运输。在这种情况下，VIG1在迁移后围绕液泡定位并与线粒体结合。当VIG1表达被翻译抑制剂和反义方法抑制时，液泡不能与线粒体结合，从而导致分布不均匀。因此，VIG1是迁移和结合线粒体的必不可少的基因，被认为有助于液泡在子细胞中的平等分布。由于在此过程中不需要肌动蛋白和微管纤维，因此存在新型的液泡转移。关于液泡和线粒体结合的分子机制的分析很少见，而在考虑真核生物中的常见液泡分布机制和细胞器之间的相互作用方面，VIG1的发现极为重要。这些结果在植物细胞杂志中报道了（Fujiwara等，2010）。