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－

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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。