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ポリリン酸はなぜ液胞に隔離されている？－細胞質ポリリンによる細胞機能障害の解明－

为什么聚磷酸盐被隔离在液泡中？

基本信息

批准号：
22K06212
负责人：
向由起夫
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06212/
关键词：
ポリリン酸細胞寿命細胞増殖液胞細胞質

项目摘要

無機リン酸のポリマーであるポリリン酸は細胞内のオルガネラである液胞で合成・蓄積される。これまでに、出芽酵母においてポリリン酸を高度に蓄積させると、分裂寿命（１個の細胞が死ぬまでに分裂する回数）が短くなること、および細胞増殖が遅くなることを見出した。さらに（液胞外の）細胞質ポリリン酸の増加がこれらの細胞機能障害の原因であることを示す結果を得ている。本研究課題では、細胞質のポリリン酸がこれらの細胞機能に障害を与える作用機序を解明することを目的とした。本研究の成果から、ポリリン酸の新しい生理機能を明らかにするとともに、ポリリン酸がなぜ液胞に隔離されているのかを理解することが期待できる。出芽酵母で大腸菌ポリリン酸キナーゼEcppk1遺伝子を発現させると、細胞質ポリリン酸が増加することにより、分裂寿命が短くなり、細胞増殖が遅くなる。2022年度は、この細胞質ポリリン酸の増加による短寿命あるいは増殖遅延の原因を知るために、Ecppk1発現株の増殖遅延を抑圧する遺伝子を「多コピープラスミド」と「遺伝子破壊」の2つのアプローチで分離した。また、トランスクリプトームおよびメタボローム解析により、Ecppk1発現株における細胞内変動を調べた。出芽酵母で得られた知見をヒト細胞でも確認することを目指し、ヒト老化細胞においてポリリン酸が増加するかどうかを検証するために、出芽酵母と同様に有限寿命をもつヒト胎児肺由来 WI-38細胞を継代培養し、分裂寿命（細胞集団倍化数 PDL）を確認するとともに、段階的な老化細胞を取得する実験系を確立した。

Inorganic acids are synthesized and accumulated in cells. The number of times a cell divides is very short. The increase of cytoplasmic acid in the cytoplasm of the cell is the cause of cell dysfunction. The aim of this study is to elucidate the mechanism of cellular dysfunction caused by cytosolic acid. The results of this study are expected to clarify the physiological functions of polyacid and its cellular isolation. Germinating yeasts have a short life span and cell proliferation due to the development of E. coli DNA and the increase of cytoplasmic DNA. In 2022, the reasons for the increase of cytoplasmic acid, the short life span and the growth delay of Ecppk1 strain were analyzed. The results showed that the gene was isolated from the two strains. Eckpk1 is a cell in which intracellular activity is regulated. The budding yeasts were identified by cell culture and cell division.