休眠細胞の固体化した細胞質におけるシグナル伝達の解明

点击翻译按钮获取中文摘要

細菌、酵母、哺乳類細胞を始めとして、様々な細胞は、一時的に増殖を停止して休眠状態に入ることが知られている。休眠した細胞は、外環境からの化学的・物理的なストレスや刺激に対して耐性を持ち、増殖に適さない環境であっても長期に渡って生き延びることができる。単細胞生物である分裂酵母では、栄養源の枯渇に応答して有性生殖し、その結果として休眠細胞である胞子を作る。栄養源を与えると胞子は休眠を打破して、発芽と呼ばれる過程を経て、増殖サイクルを再開する。近年、休眠した細胞では、細胞内環境の変化に起因して、細胞内での分子の動きが制限される、すなわち、「細胞内流動性」が低下することが相次いで報告されている。しかし、細胞内流動性がどのような因子によって制御されているのか、そして、流動性の変化が細胞内機能にどのような影響を与えるのか、については不明な点が多い。本研究では、分裂酵母の胞子を休眠細胞のモデルとして用い、細胞内流動性の制御メカニズムと流動性が細胞内機能へ及ぼす影響を解明することを目的とする。本年度は、増殖期細胞、胞子、発芽中の胞子における細胞内流動性を、蛍光性粒子を細胞内で発現させ、その動きを追跡することで評価した。その結果、増殖期細胞と比較して胞子では、流動性が著しく低下していることを発見した。さらに、休眠打破のシグナルとなる栄養源を与えると、細胞内流動性が1時間以内に急速に上昇することを見出した。流動性の制御メカニズムを解明するため、流動性に関与すると考えられる遺伝子を網羅的に破壊し、発芽後の流動性を観察した。遺伝子破壊株を用いた解析より、グルコースの感知経路(cAMP-PKA経路)とトレハロースの分解経路が発芽後の流動性上昇に必要であることを明らかにした。現在、休眠した胞子における流動性低下が、どのような細胞内機能へ影響を与えているのかを解析している段階である。